ansys分析作业

有限元软件原理与应用大作业

作业名称

用ANSYS进行典型薄壁结构的屈曲分析

问题描述及已知条件

如图为薄壁结构图，壁厚度为0.1，材料的弹性模量为E=2.06*105MPa，泊松比为0.3（高强度弹性材料），分析该结构在底部固定约束，在顶部4个角点各施加集中荷载F=20时结构的稳定性。

薄壁结构图

求解目标

1、本例是典型的载荷法非线性屈曲分析实例,采用的是载荷控制法求解。通过分析可获得薄壁结构的临界屈曲荷载,对我们在处理其他

类似的实际的难题时有一定的借鉴的作用。

2、熟悉在ANSYS进行线性特征值屈曲分析的一般方法和步骤。

3、熟悉通过线性特征值屈曲分析结果给结构施加初始几何缺陷。

4、熟悉使用比例参数载荷。

5、熟悉非线性屈曲分析求解设置及相关的注意事项。

6、熟悉非线性分析结果的后处理，特别是通过绘制载荷-位移曲线图来判定求解不收敛的原因是物理不稳定性还是数值不稳定性。

求解过程

1参数设置及实体模型的建立：

/FILNAME,Box,1 ！定义工作文件名。

/TITLE, Stability Analysis ！定义工作标题。

/PREP7

!定义单元。

ET,1,SHELL181

!定义材料属性。

MPTEMP,,,,,,,,

MPTEMP,1,0

MPDATA,EX,1,,2.06e5

MPDATA,PRXY,1,,0.3

MPTEMP,,,,,,,,

MPTEMP,1,0

! 定义壳单元的实常数100。

sect,100,shell,,

secdata, 0.1,1,0.0,3

secoffset,MID

seccontrol,,,, , , ,

! 定义壳单元的实常数200。

sect,200,shell,,

secdata, 1,1,0,3

secoffset,MID

seccontrol,0,0,0, 0, 1, 1, 1

/VIEW,1,1,1,1 !调整图形窗口视角。

/ANG,1

/REP,FAST

!建立几何模型。

K,1,200,,200,

K,2,200,,-200,

K,3,-200,,-200,

K,4,-200,,200,

FLST,2,4,3

FITEM,2,1

FITEM,2,2

FITEM,2,3

FITEM,2,4

A,P51X

VOFFST,1,850, ,

VDELE, 1

!以上完成几何模型。模型如图

2网格划分：

!以下进行网格划分。

FLST,5,12,4,ORDE,2

FITEM,5,1

FITEM,5,-12

CM,_Y,LINE

LSEL, , , ,P51X

CM,_Y1,LINE

CMSEL,,_Y

LESIZE,_Y1,40, , , , , , ,1 !定义单元网格大小。

TYPE, 1 !网格划分。MAT, 1

REAL,

ESYS, 0

SECNUM, 100

FLST,5,4,5,ORDE,2

FITEM,5,3

FITEM,5,-6

CM,_Y,AREA

ASEL, , , ,P51X

CM,_Y1,AREA

CHKMSH,'AREA'

CMSEL,S,_Y

AMESH,_Y1

CMDELE,_Y

CMDELE,_Y1

CMDELE,_Y2

!*

TYPE, 1

MAT, 1

REAL,

ESYS, 0

SECNUM, 200

FLST,5,2,5,ORDE,2

FITEM,5,1

FITEM,5,-2

CM,_Y,AREA

ASEL, , , ,P51X

CM,_Y1,AREA

CHKMSH,'AREA'

CMSEL,S,_Y

AMESH,_Y1

CMDELE,_Y

CMDELE,_Y1

CMDELE,_Y2 !网格划分完成。

模型如图

3求解：

!进入求解模块。

FINISH

/SOL

!施加底面约束。

FLST,2,1,5,ORDE,1

FITEM,2,1

/GO

DA,P51X,ALL, !施加底面约束完成。

!施加载荷。

FLST,2,4,3,ORDE,2

FITEM,2,5

FITEM,2,-8

/GO

FK,P51X,FY,-1 !施加载荷完成。

!求解带预应力静力解。

PSTRES,1

/STATUS,SOLU ! 预应力静力求解。

SOLVE

!进行特征值屈曲分析。

FINISH

/SOLUTION

ANTYPE,1

BUCOPT,LANB,3,0,0

MXPAND,3,0,0,1,0.001,

/STATUS,SOLU ! 特征值屈曲分析求解。

SOLVE

!进行非线性屈曲分析计算。

FINISH

/SOL

ANTYPE,0

ANTYPE,0

NLGEOM,1

NSUBST,60,0,0

OUTRES,ERASE

OUTRES,ALL,ALL

ARCLEN,1,10,1e-7

AUTOTS,-1.0

NCNV,1,2,0,0,0 ! 非线性求解设置。

/PREP7

UPGEOM,0.005,1,1,'Box','rst',' ' ! 设置几何初始缺陷。

! 设置载荷。

FINISH

/SOL

FLST,2,4,3,ORDE,2

FITEM,2,5

FITEM,2,-8

/GO

FK,P51X,FY,-20 !施加载荷。

!以上施加载荷完成。

/STATUS,SOLU ! 非线性屈曲分析求解。

SOLVE

结果的列表显示