負體積是由于單元畸變引起的， 當單元本身變形過大或者不合理時， 某個或某些節點穿

透所屬單元的面跑到外面， 接著變產生負體積。 負體積產生和時間步設置、 網格質量、 材料、

載荷條件、 接觸等都可能有關系， 可能的原因和解決的方法大概有幾種：

（1） 材料設置參數有問題， 選擇合適的材料模型， 并注意單位的協調；

（2） 網格質量不好。 高質量的網格可以使之能容納更大的變形從而防止負體積的發生，

建議在容易出現大變形的地方細化網格；

（3） 時間步長設置不夠合理。 默認的時間步長因子 0.9 可能對防止數值計算的不穩定

不夠有效， 減少步長因子（比如從 0.9 減小到 0.6 或者更小）， 可以防止負體積的產生， 這是

一個有效的方法；

（4） 太高的局部接觸力。 不要將力施加在單一節點上， 最好分散到幾個節點上以壓力

的方式等效施加；

（5） 使用全積分實體單元。 在大變形和大扭曲情況下， 全積分單元相對于單點積分單

元計算不夠穩定， 因為一個負雅克比行列式可以在意個積分點發生， 所以全積分單元比單點

積分發生負的雅克比行列式更快。 建議使用默認的單元方程式（單點積分） 加上沙漏控制。

（6） 接觸設置不合理。 單面搜索的接觸形式相對于雙面搜索雖然節省了計算時間， 但

很容易因為面的方向不正確而導致負體積的產生， 因此在不能確定面的方向時建議使用雙面

搜索。 另外， 適當提高接觸剛度也可以防止負體積的產生。

（7） 另外也可以采用 ALE 或者 EULER 單元算法， 用流固耦合功能代替接觸， 控制網

格質量， 例如承受壓力的單元在受壓方向比其他方向尺寸長。