abaqus屈曲分析报告实例
基于ABAQUS复合材料薄壁圆筒的屈曲分析
基于ABAQUS复合材料薄壁圆筒的屈曲分析由于玻璃钢复合材料的薄壁圆筒结构具有强度高、重量轻、刚度大、耐腐蚀,电绝缘及透微波等优点,目前已广泛应用于航空航天和民用领域中。
工程中广泛使用的这些薄壁圆筒,当它们受压缩、剪切、弯曲和扭转等荷载作用时,最常见的失效模式为屈曲。
因此,为了保证结构的安全,需要进行屈曲分析。
对结构进行屈曲分析,涉及到较复杂的弹(塑)性理论和数学计算,要通过求解高阶偏微分方程组,才能求解失稳临界荷载,而且只有少数简单结构才能求得精确的解析解。
因此,只能采用能量法、数值方法和有限元方法等近似的分析方法进行分析。
近20年来,随着计算机和有限元方法的迅猛发展,形成了许多的实用分析程序,提高了对复杂结构进行屈曲分析的能力和设计水平。
ABAQUS 就是其中的杰出代表。
1.屈曲有限元理论有限元方法中,对结构的屈曲失稳问题的分析方法主要有两类:一类是通过特征值分析计算屈曲载荷,另一类是利用结合Newton—Raphson迭代的弧长法来确定加载方向,追踪失稳路径的几何非线性分析方法,能有效分析高度非线性屈曲和后屈曲问题。
1.1线性屈曲假设结构受到的外载荷模式为P0。
,幅值大小为λ,结构内力为Q,则静力平衡方程应为λP0=λQ进一步考察结构在(λ+△λ)P0载荷作用下的平衡方程,得到{[K E]+[K S(S+λ△S)]+[K G(ũ+λũ)]}△ũ=△λP0由于结构达到保持稳定的临界载荷时有△λ,代入上式得{[K E]+λ[K S△σ]+K G(△ũ)}△ũ=0该方程对应的特征值问题为det{[K E]+λ[K S△σ]+K G(△ũ)}=0如果忽略几何刚度增量的影响,屈曲分析的方程又可进一步简化为det{[K E]+λ[K S△σ]}=0该方程即为求解线性屈曲的特征值方程。
λ为屈曲失稳载荷因子,(△ũ)为结构失稳形态的特征向量。
1.2非线性屈曲非线性屈曲分析方法多采用弧长法进行分步迭代计算,在增量非线性有限元分析中,沿着平衡路径迭代位移增量的大小(也叫弧长)和方向,确定载荷增量的自动加载方案,可用于高度非线性的屈曲失稳问题。
abaqus屈曲分析报告实例
实用标准文档整个计算过程包括 2 个分析步,第 1 步做屈曲分析,第 1 步:屈曲分析载荷步定义如下:Step 1-InitialStep 2- Buckle2 步做极限强度分析0奪莖UWICWHIK . 叽I J I*' *iirl |U*ii:* ri«-2- c.仲[U**t Wfl| «R =・|0T* |«|M4 11 屮W Ml 町扌垮・3 4M4; *E>|轴亠白*wr»44* «*M *A*S MMM-in 4414-* Ita1! I >H*d *■.■ Lrfi|i-t*b*i UWi^ *4」>jU***^ ::切2冲<a:K-.L口sMwSniLpc^l Efl «o 誓光n-3 wa HF HB・・n c:^ > q士* f *B£ -A <MI '■■*W■uTp*』«MLrii4 *M;■pofit ■直j.i t…叫町■ ' H.,机...i . r |fl»-L , | |-£I -t fr E叶*盅1并在Model-Edit Keywords 的图中位置加入下面的文字,输出屈曲模态*nodefile, global=yesU,Create job 名称为“ Buckling点击continue ,完成第 1 步的计算第 2 步:极限强度分析将“ buckle ”分析步替换为“ riks ”分析步在Basic 选项卡中,Nlgeom:选择打开在Instrumentation 选项卡中,定义如下参数,然后点击OK Array定义一个新计算工作,输入名称,点击continue在Parallelization 选项卡,选择 2 个CPU,如下所示,点击OK。
在此编辑Model-edit keywords ,删除“第 1 步”加入的文字“ *nodefile, global=yesU,”,并在下图位置加入下段文字:*imperfection, file=buckling, step=1 1, 2.5点击OK,再保存文件最后提交计算。
基于ABAQUS的钢管轴心受压非线性屈曲分析
一.问题描述在钢结构中,受压杆件一般在其达到极限承载力前就会丧失稳定性,所以失稳是钢结构最为突出的问题。
压杆整体失稳形式可以是弯曲、扭转和弯扭。
钢构件在轴心压力作用下,弯曲失稳是常见的失稳形式。
而影响轴心受压构件整体稳定性的主要因素为纵向残余应力、初始弯曲、荷载初偏心及端部约束条件等。
实际的轴心受压构件往往会存在上述的一种或多种缺陷,导致构件的稳定承载力降低。
本文主要针对任意轴对称的圆形钢管截面,利用ABAQUS有限元非线性分析软件,对其在轴心受压情况下进行特征值屈曲分析和静态及动态的非线性屈曲分析(考虑材料弹塑性和初始缺陷的影响)。
通过考虑材料非线性、几何非线性并引入初弯曲,得出构件发生弯曲失稳的极限荷载,并且由弯曲失稳的临界荷载得出的构件荷载位移曲线。
同时再进行非线性分析时,需要施加初始扰动,以帮助非线性分析时失稳,可以通过特征值屈曲分析得到的初始弯曲模态来定义初始缺陷;最后由可以将特征值屈曲分析得到的临界荷载作为非线性屈曲分析时所施加荷载的参考。
二.结构模型用ABAQUS中的壳单元建立轴心受压模型,采用SI国际单位制(m)。
1.构件的材料特性: E=2.0×1011N m2,μ=0.3, f y=2.35×108N m2,ρ=7800kg m3,钢管半径:60mm,厚度:3mm,长度:2.5m。
2.钢管的截面尺寸及钢管受到的约束和荷载施加的模型图如图2-1及图2-2所示。
图2-1 图2-2三.建模步骤(Buckle分析)(1)创建部件在创建part模块中命名构件的名字为gang guan,创建的模型为三维可变形壳体单元,如图3-1所示。
截面参数见图2-1,构件长度2.5m。
图3-1(2)创建材料特性及截面属性并将其赋予单元。
材料定义为弹塑性,弹性模量E=2.0×1011N m2,泊松比0.3,屈服强度2.35×108N m2,ρ=7800kg m3,材料定义如下图3-2所示。
Abaqus稳定性与屈曲—汇报篇2
(3)施加载荷
点击 (Create Boundary Condition)创建位移载荷, 施加Z方向大小为5的位移载荷。
(4)提交作业并分析 在分析步中勾选set-1的支反力和set-2的位移以及全 模型的能量输出,通过数据处理得到位移载荷图。
得到位移载荷图如下
位移-载荷图
0 0 -1000 -2000 -3000 -4000 10 20 30 40 50 60 70 80 90
-5000
-6000 -7000 -8000
总能量图
显式有限元法
显式分析 问题描述
已知条件和前面相同,用显式分析方法求解该屈曲 例子,做出位移载荷图形。 求解步骤 (1)建立或导入模型,设置材料特性 (2)分析步 (3)设置单元集,绑定约束 (4)定义边界条件和载荷 (5)定义和划分网格 (6)求解和分析
用同样的方法,建立另一端的Set,取名Set-2
Module选择Iteracton,点击 (Create Constraint),选择 Coupling,分别定义两端建立的set点和所在截面的约 束。
(4)定义边界条件和载荷 建立T型轴右端的固定约束,类型选择位移转角,位 置选择Set-1.
点击主菜单中Tool中的Amplitude,创建类型选择 Tabular
线性屈曲分析
注意地方
线性分析 问题描述 如图所示的T型轴结构,轴长800mm,材料为铝,弹 性模量70GPa,泊松比0.3,求该轴的前4阶屈曲模态。
解决步骤
• • • • • • • 建立模型 定义材料 装配 分析步 边界条件及载荷 定义并划分网格 求解和分析
(1)建立模型
单击 ( Create Part)按钮,“实体”形式,“拉伸”方式
基于ABAQUS二次开发变角度层合板屈曲特性分析
板的有限元分析前处理程序,开发出 ABAQUS交互式界面;最后,利用本文开发的 GUI插件,对经典定角度和
变角度层合板进行屈曲分析。结果表明,变角度层合板的屈曲载荷有很大提高,并且随着幅值参数 A和周期
参数 T逐渐增大,一阶线性屈曲均是呈先增大后减小的趋势,因此基于铺层稳定性,参数应控制在相应的范
围。采用 Python对 ABAQUS进行二次开发,从而实现变角度层合板的自动建模和计算分析,为实际工程研究
基于 ABAQUS二次开发变角度层合板屈曲特性分析
年春波 王小平 代文猛 杨 洋
(南京航空航天大学机电学院,南京 210016)
文 摘 基于 ABAQUS二次开发,探究周期函数曲线纤维路径变角度复合材料层合板的屈曲特性。首
先,以正弦曲线为基本参考路径为例,得到纤维角度的变化规律;然后,利用 Python编写变角度复合材料层合
收稿日期:2018-11-06 基金项目:国家自然科学基金(51575266) 第一作者简介:年春波,1993年出生,硕士研究生,主要从事 CAD/CAM、复合材料自动铺丝技术等方面的研究。E-mail:nianchunbo@163.com
宇航材料工艺 http://www.yhclgy.com 2019年 第 4期
NIANChunbo WANGXiaoping DAIWenmeng YANGyang
(CollegeofMechanicalandElectricalEngineeringNUAA,NanJing 210016)
Abstract BasedonthesecondarydevelopmentofABAQUS,thebucklingpropertiesofvariableanglecomposite laminateswithperiodicfunctioncurveswereexplored.Firstly,takingthesinusoidalcurveasthebasicreferencepath thechangelawofthefiberanglewasobtained;Secondly,thefiniteelementanalysispre-processingprogramofvaria bleanglecompositelaminateswaswrittenbyPythonanddevelopedABAQUSinteractiveinterface.Finally,thebuck linganalysisoftheclassicalfixedangleandvariableanglelaminateswascarriedoutwithusingtheGUIplug-in.The resultsshowthatthatthebucklingloadofthevariableanglelaminatesisobviouslyimproved,andthefirstorderline aritybucklingisfirstincreasedandthendecreasedwiththeincreasesofamplitudeparameterAandperiodparameter T,soconsideringthestabilityoftheply,theparametersshouldbecontrolledinthecorrespondingrange.Thesecond arydevelopmentofABAQUSbyPythonisusedtorealizetheautomaticmodelingandcomputationalanalysis,which providesresearchideasandprocessesforpracticalengineeringresearch,andhascertainpracticalsignificance.
abaqus屈曲分析报告实例
整个计算过程包括2个分析步,第1步做屈曲分析,第2步做极限强度分析。
第1步:屈曲分析载荷步定义如下:Step 1-InitialStep 2- Buckle并在Model-Edit Keywords的图中位置加入下面的文字,输出屈曲模态*nodefile, global=yesU,Create job 名称为“Buckling”点击continue,完成第1步的计算。
第2步:极限强度分析将“buckle”分析步替换为“riks”分析步在Basic选项卡中,Nlgeom:选择打开在Instrumentation选项卡中,定义如下参数,然后点击OK定义一个新计算工作,输入名称,点击continue在Parallelization选项卡,选择2个CPU,如下所示,点击OK。
在此编辑Model-edit keywords,删除“第1步”加入的文字“*nodefile, global=yesU,”,并在下图位置加入下段文字:*imperfection, file=buckling, step=11, 2.5点击OK,再保存文件。
最后提交计算。
提取计算结果进入visualization Module点击 Create XY data选择 ODB filed output,点击continuePosition选择 Unique Nodal, CF:point loads选择 CF2,再点击elements/nodes选项卡,选择跨中载荷加载点,最后点击save。
重复上一步操作,Position选择 Unique Nodal, U:spatial displacement 选择 U3,再点击elements/nodes选项卡,选择板格中心点,最后点击save。
点击Create XY data, 选择operate on XY data,点击continue选择Combine(X,X)命令,横坐标选择保存的displacement曲线,纵坐标选择保存的Point load曲线,点击最后一行Create XY Data与Save as。
ABAQUS非线性屈曲分析步骤
ABAQUS非线性屈曲分析步骤分享:ABAQUS 非线性屈曲分析步骤来源:杨洋洋的日志riks法,或者general statics法(加阻尼),或者动力法一共三种方法,【问】在aba中能实现非线性屈曲分析吗?在step中选定line- perturbation下的各项,其Nlgeom都为Off,是不是意味着是进行不了啊?【答】line-perturbation应该是特征值屈曲分析,只能是线性的,要想进行非线性屈曲分析要引入初始缺陷ABAQUS中非线性屈曲分析采用riks算法实现,可以考虑材料非线性、几何非线性已经初始缺陷的影响。
其中,初始缺陷可以通过屈曲模态、振型以及一般节点位移来描述。
no.1: 利用abaqus进行屈曲分析,一般有两步,首先是特征值屈曲分析,此分析为线性屈曲分析,是在小变形的情况进行的,也即上面提到过的模态,目的是得出临界荷载(一般取一阶模态的eigenvalue乘以所设定的load),且需要在inp文件中,作如下修改*node file,global=yes*End Step此修改目的在于:在下一步后屈曲分析所需要的初始缺陷的节点输出为.fil文件。
no.2:其次,就是所谓的后屈曲分析,此步一般定义为非线性,原因在于是在大变形情况进行的,一般采用位移控制加修正的弧长法,可以定义材料非线性,以及几何非线性,加上初始确定,所以也称为非线性屈曲分析。
此步分析,为了得到极限值,需要得出荷载位移曲线的下降段,除了采用位移控制以及弧长法设定外,需在所得到的inp文件中,嵌入no.1中的.fil节点数据。
修改如下:*IMPERFECTION(缺陷), FILE=results_file(此文件名为.fil), STEP=step(特征值分析步名),1(模态),2e-3(模态的比例因子,此值一般取杆件的1%,壳体厚度1%)此修改一般加在boundary之后step之前。
Re:新手请教非线性屈曲中如何加初始扰动?6.2.4 Unstable collapse and postbuckling analysisRik法用于跳越失稳问题的研究,也可以用于分支屈曲的后屈曲研究。
abaqus压杆屈曲分析
压杆屈曲分析1.问题描述在钢结构中,受压杆件一般在其达到极限承载力前就会丧失稳定性,所以失稳是钢结构最为突出的问题。
压杆整体失稳形式可以是弯曲、扭转和弯扭。
钢构件在轴心压力作用下,弯曲失稳是常见的失稳形式。
影响轴心受压构件整体稳定性的主要因素为纵向残余应力、初始弯曲、荷载初偏心及端部约束条件等。
实际的轴心受压构件往往会存在上述的一种或多种缺陷,导致构件的稳定承载力降低。
本文利用abaqus 对一定截面不同长细比下的H 型钢构件进行屈曲分析,通过考虑材料非线性、几何非线性并引入初弯曲,得出构件发生弯曲失稳的极限荷载。
通过比较不同长细比下的弯曲失稳的临界荷载得出构件荷载位移曲线,并与《规范》中的构件曲线相比较。
钢构件的截面尺寸如图1-1所示。
构件的材料特性: E =2.0×1011 N m 2⁄ ,μ=0.3 , f y =3.45×108N m 2⁄图1-12.长细比计算 通过计算截面几何特性,截面绕y 轴的回转半径为i y =0.0384m ,长细比取压杆截面尺寸(单位:m)值及杆件长度见表1:表13.模型分析ABAQUS非线性屈曲分析的方法有riks法,general statics法(加阻尼),或者动力法。
非线性屈曲分析采用riks算法实现,可以考虑材料非线性、几何非线性已及初始缺陷的影响。
其中,初始缺陷可以通过屈曲模态、振型以及一般节点位移来描述。
利用abaqus进行屈曲分析,一般有两步,首先是特征值屈曲分析,此分析为线性屈曲分析,是在小变形的情况进行的,也即上面提到过的模态,目的是得出临界荷载(一般取一阶模态的eigenvalue乘以所设定的load)。
其次,就是后屈曲分析,此步一般定义为非线性,原因在于是在大变形情况进行的,一般采用位移控制加修正的弧长法,可以定义材料非线性,以及几何非线性,加上初始缺陷,所以也称为非线性屈曲分析。
此步分析,为了得到极限值,需要得出荷载位移曲线的下降段。
abaqus弯曲应变 -回复
abaqus弯曲应变-回复Abaqus弯曲应变- 了解和应用引言:Abaqus是一种非常强大的有限元分析工具,广泛应用于工程领域。
在这篇文章中,我们将深入探讨Abaqus软件在弯曲应变分析中的应用。
我们将从基本概念开始,逐步解释Abaqus中的弯曲应变计算,并通过一个实际案例详细说明其应用。
第一部分:基本概念在进入Abaqus软件的具体应用之前,让我们先来了解一些与弯曲应变相关的基本概念。
弯曲应变是指在物体的横向加载下,由于受力作用发生的变形。
它可以描述为物体上的各点发生的拉伸和挤压。
在弯曲应变中,我们通常使用弯矩(Moment)这一物理量来描述受力情况。
弯矩是指应力在截面上的一个力矩,它会引起物体产生弯曲应变。
第二部分:Abaqus的使用现在,我们将介绍如何在Abaqus软件中进行弯曲应变分析。
首先,我们需要定义我们的模型。
可以通过Abaqus提供的建模工具来创建模型,也可以导入从其他软件中生成的模型。
在创建或导入模型后,我们需要定义材料属性和加载条件。
材料属性包括弯曲模量、屈服应力等。
加载条件指定了施加在模型上的外部载荷。
接下来,我们需要定义模型的几何约束条件。
这些约束条件通常包括模型基座状态、轴向约束等。
在完成模型的建立后,我们可以进行网格划分。
网格划分是将模型分割为较小单元的过程,这些单元被称为元素。
网格划分对于完成后续分析非常重要,可以通过Abaqus提供的自动网格划分算法或手动设置网格划分参数。
第三部分:Abaqus中的弯曲应变分析在定义好模型并进行网格划分后,我们可以进行弯曲应变分析。
首先,我们需要选择适当的求解器类型和求解器选项。
通常,在弯曲应变分析中,我们选择隐式动态或静态求解器。
在设置好求解器选项后,我们需要定义输出请求。
通过定义输出请求,我们可以选择并记录感兴趣的结果数据,如应力、应变、位移等。
接下来,我们可以运行分析并查看结果。
Abaqus为我们提供了各种结果查看工具,如图形查看、结果图表等。
abaqus屈曲分析报告实例
整个计算过程包括2个分析步,第1步做屈曲分析,第2步做极限强度分析。
第1步:屈曲分析载荷步定义如下:Step 1-InitialStep 2- Buckle并在Model-Edit Keywords的图中位置加入下面的文字,输出屈曲模态*nodefile, global=yesU,Create job 名称为“Buckling”点击continue,完成第1步的计算。
第2步:极限强度分析将“buckle”分析步替换为“riks”分析步在Basic选项卡中,Nlgeom:选择打开在Instrumentation选项卡中,定义如下参数,然后点击OK定义一个新计算工作,输入名称,点击continue在Parallelization选项卡,选择2个CPU,如下所示,点击OK。
在此编辑Model-edit keywords,删除“第1步”加入的文字“*nodefile, global=yesU,”,并在下图位置加入下段文字:*imperfection, file=buckling, step=11,点击OK,再保存文件。
最后提交计算。
提取计算结果进入visualization Module 点击 Create XY data选择 ODB filed output,点击continuePosition选择 Unique Nodal, CF:point loads选择 CF2,再点击elements/nodes选项卡,选择跨中载荷加载点,最后点击save。
重复上一步操作,Position选择 Unique Nodal, U:spatial displacement 选择 U3,再点击elements/nodes选项卡,选择板格中心点,最后点击save。
点击Create XY data, 选择operate on XY data,点击continue选择Combine(X,X)命令,横坐标选择保存的displacement曲线,纵坐标选择保存的Point load曲线,点击最后一行Create XY Data与Save as。
基于ABAQUS复合材料薄壁圆筒的屈曲分析
基于ABAQUS复合材料薄壁圆筒的屈曲分析由于玻璃钢复合材料的薄壁圆筒结构具有强度高、重量轻、刚度大、耐腐蚀,电绝缘及透微波等优点,目前已广泛应用于航空航天和民用领域中。
工程中广泛使用的这些薄壁圆筒,当它们受压缩、剪切、弯曲和扭转等荷载作用时,最常见的失效模式为屈曲。
因此,为了保证结构的安全,需要进行屈曲分析。
对结构进行屈曲分析,涉及到较复杂的弹(塑)性理论和数学计算,要通过求解高阶偏微分方程组,才能求解失稳临界荷载,而且只有少数简单结构才能求得精确的解析解。
因此,只能采用能量法、数值方法和有限元方法等近似的分析方法进行分析。
近20年来,随着计算机和有限元方法的迅猛发展,形成了许多的实用分析程序,提高了对复杂结构进行屈曲分析的能力和设计水平。
ABAQUS 就是其中的杰出代表。
1.屈曲有限元理论有限元方法中,对结构的屈曲失稳问题的分析方法主要有两类:一类是通过特征值分析计算屈曲载荷,另一类是利用结合Newton—Raphson迭代的弧长法来确定加载方向,追踪失稳路径的几何非线性分析方法,能有效分析高度非线性屈曲和后屈曲问题。
1.1线性屈曲假设结构受到的外载荷模式为P0。
,幅值大小为λ,结构内力为Q,则静力平衡方程应为λP0=λQ进一步考察结构在(λ+△λ)P0载荷作用下的平衡方程,得到K E+K S S+λ△S+K G u+λu△u=△λP0由于结构达到保持稳定的临界载荷时有△λ,代入上式得K E+λK S△σ+K G△u△u=0该方程对应的特征值问题为det K E+λK S△σ+K G△u=0如果忽略几何刚度增量的影响,屈曲分析的方程又可进一步简化为det K E+λK S△σ=0该方程即为求解线性屈曲的特征值方程。
λ为屈曲失稳载荷因子,△u为结构失稳形态的特征向量。
1.2非线性屈曲非线性屈曲分析方法多采用弧长法进行分步迭代计算,在增量非线性有限元分析中,沿着平衡路径迭代位移增量的大小(也叫弧长)和方向,确定载荷增量的自动加载方案,可用于高度非线性的屈曲失稳问题。
基于abaqus的钢梁特征值屈曲与失稳分析
目录:1. 绪论 (2)1.1背景 (2)1.2 钢梁稳定理论的发展状况 (2)2 . 稳定的概念 (3)3. 线性屈曲分析 (4)3.1 工程实例的简化 (4)3.2 有限元模型的建立 (4)3.2.1创建部件 (4)3.2.2创建材料和截面的属性 (6)3.2.3定义装配件 (7)3.2.4设置分析步 (7)3.2.5定义在载荷和边界条件 (8)3.2.6网格的划分 (9)3.2.7 提交分析作业 (9)3.2.8 模型数据的后处理 (10)3.2.9 数据分析总结 (12)4.结论 (12)基于abaqus的钢梁特征值屈曲与失稳分析摘要:钢结构的稳定性能是决定其承载力的一个特别重要的因素,稳定理论和设计方法需要完善。
近几十年以来,在研究发挥钢结构稳定性能的潜力和完善稳定计算的理论方面,国内外都取得了长足的进步。
例如完善钢结构的弹塑性稳定理论,研究有几何缺陷和残余应力的钢结构的实际受力性能和其极限荷载,用数值法来解决这类问题等都取得了不少研究成果。
在作理论分析的同时进行稳定性能的试验验证,以及将理论研究结果利用图表表示或深化为计算公式,从而将弹塑性稳定理论用于解决钢结构设计中的问题都取得了丰硕成果。
本文的主要内容是对现有失稳理论进行完善和发展及其总结,利用通用有限元abaqus软件,采用特征值的Lanczos方法及子空间迭代法对钢梁进行屈曲分析,文中总共给了10个特征向量,进而得出相应的模态分析变形图,最后把lanczos 方法及子空间迭代法进行了比较,提出一些新的问题。
关键词:有限元abaqus 失稳特征值屈曲分析1. 绪论1.1背景钢材具有强度高、质量轻、力学性能好的优点,是制造结构物的一种极好的建筑材料。
钢材与在建筑结构中应用广泛的钢筋混凝土结构相比,对于受力功能相同的构件,具有截面轮廓尺寸小、构件细长和板件薄柔的特点。
但是对于因受压、受弯和受剪等存在受压区域的构件和板件,如果技术上处理不当,可能使钢结构出现整体失稳或局部失稳。
(整理)基于ABAQUS复合材料薄壁圆筒的屈曲分析
基于ABAQUS复合材料薄壁圆筒的屈曲分析由于玻璃钢复合材料的薄壁圆筒结构具有强度高、重量轻、刚度大、耐腐蚀,电绝缘及透微波等优点,目前已广泛应用于航空航天和民用领域中。
工程中广泛使用的这些薄壁圆筒,当它们受压缩、剪切、弯曲和扭转等荷载作用时,最常见的失效模式为屈曲。
因此,为了保证结构的安全,需要进行屈曲分析。
对结构进行屈曲分析,涉及到较复杂的弹(塑)性理论和数学计算,要通过求解高阶偏微分方程组,才能求解失稳临界荷载,而且只有少数简单结构才能求得精确的解析解。
因此,只能采用能量法、数值方法和有限元方法等近似的分析方法进行分析。
近20年来,随着计算机和有限元方法的迅猛发展,形成了许多的实用分析程序,提高了对复杂结构进行屈曲分析的能力和设计水平。
ABAQUS 就是其中的杰出代表。
1.屈曲有限元理论有限元方法中,对结构的屈曲失稳问题的分析方法主要有两类:一类是通过特征值分析计算屈曲载荷,另一类是利用结合Newton—Raphson迭代的弧长法来确定加载方向,追踪失稳路径的几何非线性分析方法,能有效分析高度非线性屈曲和后屈曲问题。
1.1线性屈曲假设结构受到的外载荷模式为。
,幅值大小为,结构内力为Q,则静力平衡方程应为进一步考察结构在载荷作用下的平衡方程,得到由于结构达到保持稳定的临界载荷时有,代入上式得该方程对应的特征值问题为如果忽略几何刚度增量的影响,屈曲分析的方程又可进一步简化为该方程即为求解线性屈曲的特征值方程。
为屈曲失稳载荷因子,为结构失稳形态的特征向量。
1.2非线性屈曲非线性屈曲分析方法多采用弧长法进行分步迭代计算,在增量非线性有限元分析中,沿着平衡路径迭代位移增量的大小(也叫弧长)和方向,确定载荷增量的自动加载方案,可用于高度非线性的屈曲失稳问题。
与提取特征值的线性屈曲分析相比,弧长法不仅考虑刚度奇异的失稳点附近的平衡,而且通过追踪整个失稳过程中实际的载荷、位移关系,获得结构失稳前后的全部信息,适合于高度非线性的屈曲失稳问题。
abaqus屈曲分析结果汇报实例
整个计算过程包括2个分析步,第1步做屈曲分析, 2步做极限强度分析第1步:屈曲分析载荷步定义如下:Step 1-I nitialStep 2- Buckle左 _f t t b ££s lw M f t * r E r«*b 百K ・ si ?tt E t T « 0*4 E £F 9E K X 2-IX 乍 ■ ^n l * *吐匕口 I -r *3 鱼 一 E E S }- L __*」 < .jrd H * if i F JC E ] a H T -F f _ HafETT IJU^U- f i w - E I V 3> _f - -f t 论Mv s r -^ 3一fh£:i■/“>>>£>j■dql-kjizi -,1112M吉玄aLbcAAdL/■>•Ji*$r E忆wnu—30**^0"*U &-U0 丄0Dd >--sSS 5^A L ・£j.in —B-i--m jg 丄石b u =f f ^2s -_- 3"hea w s s r ^ HCJtaE* *-3.1?The-T :金 L ±4-.Kex- -hs. f f 0f t 3a ■■□i ';- H T 富 p 山u l i 酋 l LimkM i r e --!■•齐?-二管;-■.* 二>■=!■■ M 一 !A a i 1 3 r f .>4r l - _.a_- f 8?^ ij m聞”诃詡&w $11" 0(*r T*$l< Ruy-hi 孑母¥*口占■❷建It十亡叫乐口輯1 •占0 lb S3'Void««dm« : 9弱»W M I.CL I.yariUib **TI插■FA W MT I K1■l* 町E 岂Std* g .Flibi■y g村啤. J "oft Ia* It迅Qg I宝H ET I UTT Uid^ut t3 *W*«iTfc-弘4f Mu»Fr ] n ★”■■也… 册feMvidrttarM fLcmtad 诵CcmdllMMikId C-uffin.1! 9 Mid lx(■miitov'h 'ZfftHeur bet卜J£«4*rt. ■—-■-,N^nd. —$ 1■曹e R1°IfMK nev *w 居The Ji-^.4hje ] UDQL3-J4I .n-J 沖女j'lir alCil J>v 切xbc^- atjft glic讯试 Ebt* pCy fili TQ . . I xiid "d 耳Or Q -iODIfifi in-u w UitiJfl sd K说TBP .亠I汕«l!fa frSMcj C* llw 冃论迈叩xcmLDi哙nwi««tr:4=-L ftss t«e& xF w □ T-**p Ai&^ZL L IMA :-seii j* ■ih * i>¥ii "i4i ii-I -t>A4 TYE巾尼‘旳!B帀*rn n ■:riF YW«T in ib* 钻巒■nlM ・ e 1力『円「0,何■比I 4- IJ I■ Ml曲|Tfl4hr r-fckdiie4wne- M?p-]J 2加甘植小乜CLfa W 31E El KUhF* !1, 审WlitM '■ g ^Ktd-IHCEIl⑷册冇Qg K aii e/y - B A‘宝Hwlwr U I J^U!t3 W-*C*Tfc. in «U 4rrt^Ta* % n I H H wli aE甘hltnarl旨內岭A] HCjMivi CdMT9 if C-OHKlInMt:昭I Mali创(-miitoMilj■ Ejwrfnr fact .f MbHB為A.-xJrTn一:w 0 MoM fMhW-L■灰OM4L LE中鼻Eai OfMW rti p T!--^ IdHI f - A・■*<< X・(V )屮d1*",・L=> ":昭!:站我tbrian I;E■毗CH-^R W«W^r. r<jw|a<r or ■ftoritf flvfFML LMII^sewihiH ・・H rr*Mi«<h rapd TK I M ar 4-cai p^ak^ad ■3=n> #ia ari-jn^tDr cadKtk wrii:・ MidJi计皿百g The jaj^.4toe 1 iibQL>j4| .h-2 內贞J^r 11411 X>v m 均Lbit S KJ-1 Silled 3 EBri? pLufiE -汕 4 耳 D I si 泊■«0 TODl&s m iy*i»Je!i?d bv 呵■怙O . -Ifcu 町临Xrtpftii r* ihe 自他迈灯曲妣仙哙白jrttEThe- K^±L isi-SDfrse- :hs当be«i ami ID 'J T^*p AZLQIL L ISLCA :-se-1 TT*s "4TAI1" Ikhli ^f4l :h-9 W IVAntJiB'^fl ■帀*4111 h I 10 1 iw* AW^ihl f iwwl I riAFe -4B4B-A*… .PF T4Jp«■c* ®'■■29WW^ n.^.并在Model-Edit Keywords 的图中位置加入下面的文字,输出屈曲模态*no defile, global=yesU,ratRf^inw ► L占 | Qslrt电.C> C^al ibralsDFS4S' Sectior-g (2221_. -ix n__ i—. tafn匕匕口人t 2 3 4Modu *t 「-:Modd: x Create job 名称为“ Buckling点击continue,完成第1步的计算Q [予&J*nager..s &ModflL|Copy Modd 卜宕htod 亡呻O^Kt—\二也・甘L宀Ed4 Anri butts •Modd Viewport:(D &e Jfiew Sfte 口Output Other loo-S Mug-in?第2步:极限强度分析将“ buckle ”分析步替换为“ riks ”分析步”二AE - -4J 1Bk 歴詔嶠如pxt 垦w 4 昭Other £M I*H呼戸屮L MRk +<* %女X M iM UnPnUdA 1®I{jiad— Vipjrptitl 乩疏1IF Jib-lpji Othgr Icids. s ij^'ns. £j?lp 审I J3S-中C叫匚却u g M 1Morit Re^yiii舜I制讶甘:QI |2 Meddf (I)::誠贰右ParH Q|jf |?< Mawfiaic i;7)宫Giibr』口M菟Sr Swtbn, [223fc> ZT I8UIbupt lil,Qi Pi"; i; HiE 伍*M«teriali [2|fir ti EH-i.蛊h«Bor-s J_ - I幸Pr^le i (KB■出Al i^ltlLiji 咼bbt印L -S Hitch Conlcxl Orl tS^piHeTime PALE AdMlJirftrratIwac Elm. &Hlfomtc iHipp^rtifi*Cc^ldc s■Cmitr;AddsAmoIrtLLo^di <^7W Ai HmEEiDMd &l Urd-rCall^pse JLJIAridOHisscryModUt r 趾P■心E SIM CK:U I« rSlepF*=在Basic选项卡中,Nlgeom :选择打开在Instrumentation 选项卡中,定义如下参数,然后点击Oih«rTI«• 4^-rarpJlk ■ P-.uadlumbar & hcd«fn»rM:Iniiid Mnmurn MagnumArc le-^ih rKmiwc C J OI.L£-D15 ilfOJdE^mjied nzcdJ 1Ncrtt: Used] off tu rcompute :he DA lobd pruRiHiorin ry 口書定义一个新计算工作,输入名称,点击con ti nue OKN JIE■: RikaCancel在Parallelization 选项卡,选择2个CPU ,如下所示,点击 OK在此编辑Model-edit keywords,删除“第1步”加入的文字 global=yes U,”,并在下图位置加入下段文字:*imperfection, file=buckling, step=1 1,2.5斗A Cre^tt JoLName :厉1000T E UJrtactCcntnue... *no defile,点击OK,再保存文件最后提交计算提取计算结果进入visualization ModuleT fir 心ffpE 四rw fUI 屮“去匸 1 匕4詁用[丈或£ P^jg-sri 声口h p 也吕广叫 r ::口:琳^*70 ・-:;;LU:Mcnld s 皿^■■■cn ClHta■□drUlM-Mh8 ■ Ep i'i E£KW WH.K K^WWts:・ n・FW口pjpn U| * km 和>| Cul5 *■SiiumL■^*7—<1G点击Create XY data□ t5n# 4* r xiiUJjh —zT "BModelSession Dsla 耳二也恕令韻Output Orttfb^BwrTi3 ■m君JCVBotsS XVDflrtoC Ws■+J=| ①Gpldy <±roupc 41)b flk^y Cute■谿“昨珥MdVWC■ ]n#g^选择ODB filed output ,点击continuePosition 选择Unique Nodal , CF:point loads 选择CF2,再点击J £ife MiOfiel ViewjucH.迫br : 建bt Animn怙^port Ogfapn J DO I S-即* «wlr 轩V** ”LI N fbi ,A- "ik Sfiwd PkijTn 也” 7七》咅广:;"化•- 彳环丘芒口口尸匕hMJi- 啊3tiiTkbn ■- HI吐qlklr.rV/"■比■屈3也elements/no des 选项卡,选择跨中载荷加载点,最后点击save。
abaqus压杆屈曲分析报告
压杆屈曲非线性分析专业:结构工程******学号:**********压杆屈曲分析1.问题描述在钢结构中,受压杆件一般在其达到极限承载力前就会丧失稳定性,所以失稳是钢结构最为突出的问题。
压杆整体失稳形式可以是弯曲、扭转和弯扭。
钢构件在轴心压力作用下,弯曲失稳是常见的失稳形式。
影响轴心受压构件整体稳定性的主要因素为纵向残余应力、初始弯曲、荷载初偏心及端部约束条件等。
实际的轴心受压构件往往会存在上述的一种或多种缺陷,导致构件的稳定承载力降低。
本文利用abaqus 对一定截面不同长细比下的H 型钢构件进行屈曲分析,通过考虑材料非线性、几何非线性并引入初弯曲,得出构件发生弯曲失稳的极限荷载。
通过比较不同长细比下的弯曲失稳的临界荷载得出构件荷载位移曲线,并与《规范》中的构件曲线相比较。
钢构件的截面尺寸如图1-1所示。
构件的材料特性: E =2.0×1011 N m 2⁄ ,μ=0.3 , f y =3.45×108N m2⁄图1-1压杆截面尺寸(单位:m)2.长细比计算通过计算截面几何特性,截面绕y轴的回转半径为i y=0.0384m ,长细比取值及杆件长度见表1:表13.模型分析ABAQUS非线性屈曲分析的方法有riks法,general statics法(加阻尼),或者动力法。
非线性屈曲分析采用riks算法实现,可以考虑材料非线性、几何非线性已及初始缺陷的影响。
其中,初始缺陷可以通过屈曲模态、振型以及一般节点位移来描述。
利用abaqus进行屈曲分析,一般有两步,首先是特征值屈曲分析,此分析为线性屈曲分析,是在小变形的情况进行的,也即上面提到过的模态,目的是得出临界荷载(一般取一阶模态的eigenvalue乘以所设定的load)。
其次,就是后屈曲分析,此步一般定义为非线性,原因在于是在大变形情况进行的,一般采用位移控制加修正的弧长法,可以定义材料非线性,以及几何非线性,加上初始缺陷,所以也称为非线性屈曲分析。
abaqus压杆屈曲分析报告
压杆屈曲分析1.问题描述在钢结构中,受压杆件一般在其达到极限承载力前就会丧失稳定性,所以失稳是钢结构最为突出的问题。
压杆整体失稳形式可以是弯曲、扭转和弯扭。
钢构件在轴心压力作用下,弯曲失稳是常见的失稳形式。
影响轴心受压构件整体稳定性的主要因素为纵向残余应力、初始弯曲、荷载初偏心及端部约束条件等。
实际的轴心受压构件往往会存在上述的一种或多种缺陷,导致构件的稳定承载力降低。
本文利用abaqus 对一定截面不同长细比下的H 型钢构件进行屈曲分析,通过考虑材料非线性、几何非线性并引入初弯曲,得出构件发生弯曲失稳的极限荷载。
通过比较不同长细比下的弯曲失稳的临界荷载得出构件荷载位移曲线,并与《规范》中的构件曲线相比较。
钢构件的截面尺寸如图1-1所示。
构件的材料特性: , ,图1-12.长细比计算 通过计算截面几何特性,截面绕y 轴的回转半径为 ,长细比取压杆截面尺寸(单位:m)值及杆件长度见表1:表13.模型分析ABAQUS非线性屈曲分析的方法有riks法,general statics法(加阻尼),或者动力法。
非线性屈曲分析采用riks算法实现,可以考虑材料非线性、几何非线性已及初始缺陷的影响。
其中,初始缺陷可以通过屈曲模态、振型以及一般节点位移来描述。
利用abaqus进行屈曲分析,一般有两步,首先是特征值屈曲分析,此分析为线性屈曲分析,是在小变形的情况进行的,也即上面提到过的模态,目的是得出临界荷载(一般取一阶模态的eigenvalue乘以所设定的load)。
其次,就是后屈曲分析,此步一般定义为非线性,原因在于是在大变形情况进行的,一般采用位移控制加修正的弧长法,可以定义材料非线性,以及几何非线性,加上初始缺陷,所以也称为非线性屈曲分析。
此步分析,为了得到极限值,需要得出荷载位移曲线的下降段。
缺陷较小的结构初始位移变形较小,在极值点突变,而初始缺陷较大的结构,载荷位移曲线较平滑。
4.建模计算过程建模计算过程以长细比为50的构件为例,其余构件建模计算过程与之类似。
abaqus压杆屈曲分析94698
压杆屈曲非线性分析专业:结构工程姓名:刘耀荣学号:2110150113压杆屈曲分析1.问题描述在钢结构中,受压杆件一般在其达到极限承载力前就会丧失稳定性,所以失稳是钢结构最为突出的问题。
压杆整体失稳形式可以是弯曲、扭转和弯扭。
钢构件在轴心压力作用下,弯曲失稳是常见的失稳形式。
影响轴心受压构件整体稳定性的主要因素为纵向残余应力、初始弯曲、荷载初偏心及端部约束条件等。
实际的轴心受压构件往往会存在上述的一种或多种缺陷,导致构件的稳定承载力降低。
本文利用abaqus 对一定截面不同长细比下的H 型钢构件进行屈曲分析,通过考虑材料非线性、几何非线性并引入初弯曲,得出构件发生弯曲失稳的极限荷载。
通过比较不同长细比下的弯曲失稳的临界荷载得出构件荷载位移曲线,并与《规范》中的构件曲线相比较。
钢构件的截面尺寸如图1-1所示。
构件的材料特性: E =2.0×1011 N m 2⁄ ,μ=0.3 , f y =3.45×108N m 2⁄图1-1压杆截面尺寸(单位:m)2.长细比计算通过计算截面几何特性,截面绕y轴的回转半径为i y=0.0384m ,长细比取值及杆件长度见表1:表13.模型分析ABAQUS非线性屈曲分析的方法有riks法,general statics法(加阻尼),或者动力法。
非线性屈曲分析采用riks算法实现,可以考虑材料非线性、几何非线性已及初始缺陷的影响。
其中,初始缺陷可以通过屈曲模态、振型以及一般节点位移来描述。
利用abaqus进行屈曲分析,一般有两步,首先是特征值屈曲分析,此分析为线性屈曲分析,是在小变形的情况进行的,也即上面提到过的模态,目的是得出临界荷载(一般取一阶模态的eigenvalue乘以所设定的load)。
其次,就是后屈曲分析,此步一般定义为非线性,原因在于是在大变形情况进行的,一般采用位移控制加修正的弧长法,可以定义材料非线性,以及几何非线性,加上初始缺陷,所以也称为非线性屈曲分析。
梁柱屈曲分析荷载位-移曲线输出
abaqus分析梁柱屈曲问题,如何查看其荷载-位移曲线?本人是ABAQUS新手,最近学习ABAQUS Benchmarks Manual里的“Buckling analysis,” Section 1.2,里面分析的几个例子如l 梁、圆柱壳等都有大量的INP文件。
其中beambuckle_b31os_load_isec.inp如下。
*HEADINGLATERAL BUCKLING: B31OS, *BEAM SECTION, SECTION=I*NODE1, 0.0000E+00, 0.0000E+00, 0.0, 0.0000E+00, 0.0000E+00,-1.02, 6.0000E-01,-2.4222E-04, 0.0, 9.1382E-08, 4.5345E-04,-1.03, 1.2000E+00,-4.8288E-04, 0.0, 1.7867E-07, 8.9808E-04,-1.04, 1.8000E+00,-7.1826E-04, 0.0, 2.5496E-07, 1.3247E-03,-1.05, 2.4000E+00,-9.4284E-04, 0.0, 3.1164E-07, 1.7237E-03,-1.06, 3.0000E+00,-1.1500E-03, 0.0, 3.4040E-07, 2.0850E-03,-1.07, 3.6000E+00,-1.3324E-03, 0.0, 3.3503E-07, 2.3984E-03,-1.08, 4.2000E+00,-1.4830E-03, 0.0, 2.9322E-07, 2.6543E-03,-1.09, 4.8000E+00,-1.5957E-03, 0.0, 2.1761E-07, 2.8439E-03,-1.010, 5.4000E+00,-1.6654E-03, 0.0, 1.1591E-07, 2.9606E-03,-1.011, 6.0000E+00,-1.6889E-03, 0.0, 0.0000E+00, 3.0000E-03,-1.012, 6.6000E+00,-1.6654E-03, 0.0,-1.1591E-07, 2.9606E-03,-1.013, 7.2000E+00,-1.5957E-03, 0.0,-2.1761E-07, 2.8439E-03,-1.014, 7.8000E+00,-1.4830E-03, 0.0,-2.9322E-07, 2.6543E-03,-1.015, 8.4000E+00,-1.3324E-03, 0.0,-3.3503E-07, 2.3984E-03,-1.016, 9.0000E+00,-1.1500E-03, 0.0,-3.4040E-07, 2.0850E-03,-1.017, 9.6000E+00,-9.4284E-04, 0.0,-3.1164E-07, 1.7237E-03,-1.018, 1.0200E+01,-7.1826E-04, 0.0,-2.5496E-07, 1.3247E-03,-1.019, 1.0800E+01,-4.8288E-04, 0.0,-1.7867E-07, 8.9808E-04,-1.020, 1.1400E+01,-2.4222E-04, 0.0,-9.1382E-08, 4.5345E-04,-1.021, 1.2000E+01, 0.0000E+00, 0.0, 0.0000E+00, 0.0000E+00,-1.0*ELEMENT,TYPE=B31OS1,1,2*ELGEN,ELSET=BEAM1,20,1,1*BEAM SECTION,SECTION=I,ELSET=BEAM,MATERIAL=MAT0.345,0.69, 0.3,0.3, 0.027,0.027, 0.01450.0,-1.0,0.0*MATERIAL,NAME=MAT*ELASTIC2.1E11,0.3125*BOUNDARY1,1,421,2,4*STEP,NLGEOM,INC=50*STATIC,RIKS.025, 1., 1.E-4, , ,11,3,-0.3*DLOADBEAM, PZ, -100000.,*MONITOR,NODE=11,DOF=3*EL PRINT,FREQUENCY=20*NODE PRINT,FREQUENCY=5COORD,U,RF ,*NSET,NSET=NOUT,GENERATE2,20*NODE FILE,NSET=NOUTU,*EL FILE,FREQUENCY=25S,ESF,*CONTROLS,PARAMETERS=FIELD,0.0,*END STEP首先,不清楚为何一个节点的坐标有6个?还有“*STEP,NLGEOM,INC=50*STATIC,RIKS.025, 1., 1.E-4, , ,11,3,-0.3*DLOADBEAM, PZ, -100000.,*MONITOR,NODE=11,DOF=3*EL PRINT,FREQUENCY=20*NODE PRINT,FREQUENCY=5”一段很多地方都不懂,不知哪位好心人能帮助解释一下?先谢谢了!还有计算分析后如何得到如ABAQUS Benchmarks Manual中的Figure 1.2.1的荷载-位移曲线?Figure 1.2.1liyan_5555512助理工程师精华0积分66帖子33水位66技术分0abaqus分析梁柱屈曲问题,如何查看其荷载-位移曲线?本人是ABAQUS新手,最近学习ABAQUS Benchmarks Manual里的“Buckling analysis,” Section 1.2,里面分析的几个例子如l梁、圆柱壳等都有大量的INP文件。
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整个计算过程包括2个分析步,第1步做屈曲分析,第2步做极限强度分析。
第1步:屈曲分析
载荷步定义如下:
Step 1-Initial
Step 2- Buckle
并在Model-Edit Keywords的图中位置加入下面的文字,输出屈曲模态*nodefile, global=yes
U,
Create job 名称为“Buckling”
点击continue,完成第1步的计算。
第2步:极限强度分析
将“buckle”分析步替换为“riks”分析步
在Basic选项卡中,Nlgeom:选择打开
在Instrumentation选项卡中,定义如下参数,然后点击OK
定义一个新计算工作,输入名称,点击continue
在Parallelization选项卡,选择2个CPU,如下所示,点击OK。
在此编辑Model-edit keywords,删除“第1步”加入的文字“*nodefile, global=yes
U,”,并在下图位置加入下段文字:
*imperfection, file=buckling, step=1
1, 2.5
点击OK,再保存文件。
最后提交计算。
提取计算结果
进入visualization Module
点击 Create XY data
选择 ODB filed output,点击continue
Position选择 Unique Nodal, CF:point loads选择 CF2,再点击elements/nodes选项卡,选择跨中载荷加载点,最后点击save。
重复上一步操作,Position选择 Unique Nodal, U:spatial displacement 选择 U3,再点击elements/nodes选项卡,选择板格中心点,最后点击save。
点击Create XY data, 选择operate on XY data,点击continue
选择Combine(X,X)命令,横坐标选择保存的displacement曲线,纵坐标选择保存的Point load曲线,点击最后一行Create XY Data与Save as。