我所常用的单元：薄膜单元
之前已经聊了我所常用的桁架、梁与实体单元，今天来聊一聊薄膜单元。
首先简单介绍一下薄膜单元，薄膜单元用来表示只能承受平面内力的面单元，并不承受弯（没有弯曲刚度），其实可以将其想象成3D空间中的一个平面应力单元。薄膜单元一般用于模拟如下图所示的这种薄膜类结构，或者比如说橡胶气球（记住这个后面有讨论），土木行业中的索膜结构，另外还可以用于结构的一个加固层，比如土木行业中就有在受拉区贴一层薄膜的方式，还有一种用法就是有时候会在实体的某个表面铺一层厚度基本为0的薄膜单元，用以提取这个面上的应力、应变。
以Abaqus的命名方式（M代表membrane，3D代表3维空间）来说，我常用的薄膜单元有：
M3D3：三角形薄膜单元 M3D6：二阶三角形薄膜单元 M3D4：四边形薄膜单元 M3D4R：四边形薄膜单元带缩减积分 M3D8：二阶四边形薄膜单元 M3D8R：二阶四边形薄膜单元且带缩减积分
这里缩减积分和之前实体是一样的，也是为了解决剪切自锁，使得平面内的变形能计算的更为准确，然而跟实体一样（其实最像的还是平面应力，大家可以暂且把平面应力当做2D的实体单元），一阶四边形M3D4R也容易引起沙漏现象。不过我个人认为，Abaqus的默认沙漏控制做的还是比较好的，我用的时候基本没有发生过沙漏。
薄膜单元也可以考虑变形过程中厚度的变化，其实原理就是泊松效应，想一想平面应力的单元的定义：平面外应力为0，但是应变可不一定为0，所以考虑了泊松比，就考虑得出薄膜单元厚度的变化，但是我真正工作中，从来没考虑过。
那我说这个其实是为了引出一个问题，大家看过实体那一篇文章的就会发现，实体中有一类Hybrid单元（如C3D8H），用以更准确的模拟不可压缩属性，针对橡胶等材料比较好用，那为啥膜这里没有呢，我们完全可以有个橡胶的薄膜啊（诸如上边提到的气球），答案就在这里，如果我们不是自己选了截面的泊松比，对于膜单元，默认的截面泊松比为0.5，也就是说膜单元天生就有不可压缩的假设存在，这也就是为啥大家在膜单元的单元算法中看不到Hybird单元的原因。
