ANSYS 非线性屈曲分析例子命令流
ANSYS非线性分析指南
非线性结构分析非线性结构的定义在日常生活中，会经常遇到结构非线性。
例如，无论何时用钉书针钉书，金属钉书钉将永久地弯曲成一个不同的形状。
（看图1─1（a））如果你在一个木架上放置重物，随着时间的迁移它将越来越下垂。
（看图1─1（b））。
当在汽车或卡车上装货时，它的轮胎和下面路面间接触将随货物重量的啬而变化。
（看图1─1（c））如果将上面例子所载荷变形曲线画出来，你将发现它们都显示了非线性结构的基本特征--变化的结构刚性.图1─1 非线性结构行为的普通例子非线性行为的原因引起结构非线性的原因很多，它可以被分成三种主要类型：状态变化（包括接触）许多普通结构的表现出一种与状态相关的非线性行为，例如，一根只能拉伸的电缆可能是松散的，也可能是绷紧的。
轴承套可能是接触的，也可能是不接触的，冻土可能是冻结的，也可能是融化的。
这些系统的刚度由于系统状态的改变在不同的值之间突然变化。
状态改变也许和载荷直接有关（如在电缆情况中），也可能由某种外部原因引起（如在冻土中的紊乱热力学条件）。
ANSYS程序中单元的激活与杀死选项用来给这种状态的变化建模。
接触是一种很普遍的非线性行为，接触是状态变化非线性类型形中一个特殊而重要的子集。
几何非线性如果结构经受大变形，它变化的几何形状可能会引起结构的非线性地响应。
一个例的垂向刚性）。
随着垂向载荷的增加，杆不断弯曲以致于动力臂明显地减少，导致杆端显示出在较高载荷下不断增长的刚性。
图1─2 钓鱼杆示范几何非线性材料非线性非线性的应力──应变关系是结构非线性名的常见原因。
许多因素可以影响材料的应力──应变性质，包括加载历史（如在弹─塑性响应状况下），环境状况（如温度），加载的时间总量（如在蠕变响应状况下）。
牛顿一拉森方法ANSYS程序的方程求解器计算一系列的联立线性方程来预测工程系统的响应。
然而，非线性结构的行为不能直接用这样一系列的线性方程表示。
需要一系列的带校正的线性近似来求解非线性问题。
非线性屈曲分析
ansys workbench非线性屈曲分析(2013-08-26 21:26:29)转载▼标签：ansys很多旋转受压结构必须进行屈曲分析，常规结构屈曲分析软件有nastran、abaqus和ansys，nastran对线性大型模型分析效率较高；abaqus屈曲分析使用较少；ansys使用比较频繁，其快速建模，与CAD软件的良好借口及有限元模型前处理的便捷性（WB界面）很有吸引力，屈曲分析功能较为完善，可以进行线性、非线性和后屈曲分析。
ansys学习资料中介绍较多的是线性屈曲分析。
线性屈曲分析在工业实际中预测的值偏高，有的甚至超过实际实验测试值的几十倍，线性分析唯一优势是其分析速度较快。
但在实际中其预测值参考价值不大，仅给定结构屈曲失效的上限值。
非线性屈曲分析考虑其他因素，包括结构加工缺陷（几何），材料非线性等，因此较为接近实际情况，但计算耗时较长。
针对最艰难学习情况归纳总结非线性屈曲分析时技术要点及应注意事项。
对于规则旋转壳，承受外压载荷作用，进行非线性屈曲分析时，必须加上几何缺陷，关键步是添加APDL语句/prep7upgeom,0.1,1,1,file,rstcdwrite,db,file,cdb/solu该步引入屈曲模态情况下的几何缺陷，缺陷为屈曲模态变形相对值的0.1倍，该值可以根据实际加工水平等其他条件确定，上述语句保存在txt文档中，在workbench流程APDL模块调用。
分析详细流程为，static structure模块导入几何，施加载荷和边界条件，分析求解，将linear buckling拖入流程中，共享static structure模块数据，进行线性屈曲模块分析，Mechanial APDL模块调用屈曲分析结果，并调入（addinput）上面内含几何缺陷命令语句命令的txt文件，更新，将Mechanical结果导入Finite Element modeler模块，更新，此时在缺陷附近的单元节点位置发生改变。
ansys 屈曲分析详细过程
题目：跨径L=89m ，矢跨比f/L =1/5的圆弧拱，梁高h/L =1/30,梁宽b/L =1/15 求：1.弹性屈曲荷载；2.非线性极限承载能力。
1、 线性屈曲荷载理论计算在理论计算时，先根据圆弧拱的矢跨比查出稳定系数2K ：表1 圆弧拱理论计算的稳定系数根据表1查得：290.4K =故其理论弹性屈曲荷载为：43723313.25105933.332966.671290.4 5.381089000xcr EI N q K m l ⨯⨯⨯⨯==⨯=⨯2、拱的弹性屈曲与非线性屈曲对于一般的特征值屈曲分析，主要是在平衡状态，考虑到轴向力或者中面内力对弯曲变形的影响，由最小势能原理，结构弹性屈曲分析归结为求解特征值问题：通过特征值分析求得的解有特征值和特征向量，特征值就是临界荷载系数，特征向量是临界荷载系数对应的屈曲模态。
特征值屈曲分析的流程图如下：[][]0D G KK λ+=图1 弹性屈曲分析流程图非线性屈曲分析是考虑结构平衡受扰动（初始缺陷、荷载扰动）的非线性静力分析，该分析是一直加载到结构极限承载状态的全过程分析，分析中可以综合考虑材料塑性和几何非线性。
结构非线性屈曲分析归结为求解矩阵方程：非线性屈曲分析的流程图如下：图2 非线性屈曲分析流程图[][](){}{}DGK K F δ+=3、非线性方程组求解方法（1）增量法增量法的实质是用分段线性的折线去代替非线性曲线。
增量法求解时将荷载分成许多级荷载增量，每次施加一个荷载增量。
在一个荷载增量中假定刚度矩阵保持不变，在不同的荷载增量中，刚度矩阵可以有不同的数值，并与应力应变关系相对应。
（2）迭代法迭代法是通过调整直线斜率对非线性曲线的逐渐逼近。
迭代法求解时每次迭代都将总荷载全部施加到结构上，取结构变形前的刚度矩阵，求得结构位移并对结构的几何形态进行修正，再用此时的刚度矩阵及位移增量求得内力增量，并进一步得到总的内力。
（3）混合法混合法是增量法和迭代法的混合使用。
ansys非线性静态分析实例命令流及GUI
非线性静态实例分析-GUI方法在这个实例分析中你将进行一个子弹冲击刚性壁的非线性分析。
问题描述一个子弹以给定的速度射向壁面壁面假定是刚性的和无摩擦的将研究子弹和壁面接触后达80微秒长的现象目的是确定子弹的整个变形速度历程以及最大等效VonMises应变求解使用SI单位用轴对称单元模拟棒求解最好能通过单一载荷步实现在这个载荷步中将同时施加初始速度和约束将圆柱体末端的节点Y方向约束住以模拟一固壁面打开自动时间分步来允许ANSYS确定时间步长定义分析结束的时间为8E-5秒以确保有足够长的时间来扑捉整个变形过程问题详细说明下列材料性质应用于这个问题EX=117.0E09(杨氏模量DENS=8930.0密度NUXY=0.35泊松比YieldStrength=400.0OE06屈服强度TangentModulus剪切模量下列尺寸应用于这个问题长=32.4E-3m直径=6.4E-3m对于这个问题的初始速度是227.0。
问题的草图：求解步骤步骤一：设置分析标题1选择菜单路径：UtilityMenn>File>ChangeTitle2键入文字："CopperyCylinderImpactingaRigidWall"3单击OK步骤二：定义单元类型1选择菜单路径：MailMenu>Preprocessor>ElementType>All/Edit/Delete2单击：AddLibraryofElementTypes(出现单元类型库选择对话框)。
3在靠近左边的列表中单击VisioSolid，仅一次。
4选靠近右边的列表中单击4nodePlas106，仅一次。
5单击OK，LibraryofElementTypes对话框关闭。
6单击Options(选项)，出现VISCO106elementtypeOptions(visco106单元类型选项)对话框。
7在关于elementbehavior(单元特性)的卷动条中，卷动到Axisymmetric，且选中它。
Ansys第25例非线性分析综合应用实例
第25例非线性分析综合应用实例----钢板卷制成圆筒本例介绍了综合利用ANSYS非线性分析功能模拟将钢板卷制成圆筒的方法和步骤。
25.1问题描述将钢板卷制成圆筒一般要使用卷板机。
图25-1所示为对称式三辊卷板机，该机器将钢板卷制成圆筒时分为三个步骤：首先，上辊下降使钢板发生挠曲，钢板挠曲线的最低点首先发生屈服；然后，下辊转动驱动钢板向前移动，使钢板各点发生同样的屈服形成圆筒；最后，圆筒卷制完成，上辊上升卸下筒体。
图25-1对称式三辊卷板机用ANSYS模拟将钢板卷制成圆筒，相应地也分为三个步骤。
由于第二个步骤需要模拟上、下辊转动，而ANSYS的SOLIDn单元不支持大转动，位移边界条件不能施加大的转动角度，所以上、下辊需要用壳单元建立有限元模型。
上、下辊与钢板的作用需要用接触模拟，钢板卷制成圆筒材料发生屈服，产生大变形, 所以钢板卷制成圆筒包括状态非线性、材料非线性和结构非线性三种非线性。
用ANSYS模拟将钢板卷制成圆筒，计算结果可以得到圆筒直径与上辊下压量的关系，上、下辊受力大小，上、下辊的变形，下辊驱动力矩及卸载回弹等重25.2 命令流/CLEAR/FILNAM, EXAMPLE25/CONFIG, NRES, 2000/PREP7/PNUM, VOLU, ONET, 1, SHELL181ET, 2, SOLID186MP, EX, 1, 2E11MP, DENS, 1, 7800MP, NUXY, 1, 0.3MP, EX, 2, 2E11MP, DENS, 2, 7800MP, NUXY, 2, 0.3TB, BKIN, 2, 1TBTEMP, 0TBDATA,, 240E6, 0 SECTYPE, 1, SHELL SECDATA, 0.02CYLIND, 0.38/2, 0, 0.2, 1.7, 0, 360 要数据。
因为分析过程复杂，步骤较多，所以本例只采用命令流法执行命令。
!清除数据库，新建文件! 指定任务名为?EXAMPLE25 “!设置最大子步数!前处理!进入前处理器!打开体号!选择单元类型，壳单元用于划分上、下辊!实体单元用于划分钢板!定义材料模型 1 的弹性模量! 定义材料模型 1 的密度!定义材料模型 1 的泊松比!定义材料模型 2 的弹性模量! 定义材料模型 2 的密度!定义材料模型 2 的泊松比! 定义材料模型 2 的屈服极限、切向模量!定义截面!壳厚度!创建上辊，圆柱体!黏结!创建右下辊，圆柱体WPOFF, -0.54!偏移工作平面原点到左下辊中心!创建左下辊，圆柱体ALLS VDELE, ALL!在上辊端面中心处创建硬!在左下辊端面中心处创CYLIND, 0.38/4, 0, 0.2, 0, 0, 360 CYLIND, 0.38/4, 0, 1.7, 1.9, 0, 360 VGLUE, ALL VSEL, NONECYLIND, 0.3/2, 0, 0.2, 1.7, 0, 360CYLIND, 0.3/4, 0, 0.2, 0, 0, 360 CYLIND, 0.3/4, 0, 1.7, 1.9, 0, 360VGLUE, ALL VSEL, NONECYLIND, 0.3/2, 0, 0.2, 1.7, 0, 360CYLIND, 0.3/4, 0, 0.2, 0, 0, 360 CYLIND, 0.3/4, 0, 1.7, 1.9, 0, 360VGLUE, ALL !选择所有实体 !删除体，但保留面 ，HPTCREATE, AREA, 5,, COORDHPTCREATE, AREA, 10,, COORD, 0, 0, 1.9HPTCREATE, AREA, 34,, COORD, -0.54/2, -0.37, 1.9WPOFF, 0.54/2, -0.37!偏移工作平面原点到右下辊中心点八、、建硬点!在右下辊端面中心处创MAT, 1 TYPE, 1 SECN, 1 ESIZE, 0.04 SMRTSIZE, 7MSHAPE, 1AMESH, ALLBLOCK, 0.7, -0.5, 0.3/2, 0.3/2+0.03, 0.5,LESIZE, 96,,, 2MAT, 2 TYPE, 2 MSHKEY, 1 MSHAPE, 0 ESIZE, 0.05 VMESH, ALL ET, 4, TARGE170 ET, 5, CONTA174,,,,,1 KEYOPT, 5, 12, 1HPTCREATE, AREA, 29,, COORD, -0.54/2, -0.37, 0 HPTCREATE, AREA, 22,, COORD, 0.54/2, -0.37, 1.9建硬点HPTCREATE, AREA, 17,, COORD, 0.54/2, -0.37, 0 !为上、 下辊划分单元指定属性， 材料模型 !单元类型 !壳横截面!指定单元边边长度!指定智能尺寸级别!指定单元形状为三角形!对所有面划分单元1.4!创建钢板，块!指定线 96 （ 钢板厚度 ）被划分为两段!为钢板划分单元指定属性!映射网格!指定单元形状为六面体 !指定单元边长度 !对块划分网格!指定单元类型，用于创建接触对!设置单元 5 接触表面无滑动R, 10,,,0.1!在钢板上表面和上辊表面建立接触对！在钢板下表面和左下辊表面建立接触对!定义实常数， KFN==0.1R, 11,,, 0.1 R, 12,,, 0.1 ASEL, S,,,40 NSLA, S, 1NSEL, U, LOC, Z, 0.8, 1.1 MAT, 3 REAL, 10 TYPE, 4 ESURF ALLSASEL, S,,, 3, 4, 1 NSLA, S, 1NSEL, U, LOC, Z, 0.2,0.5 NSEL, U, LOC, Z, 0.8, 1.1 NSEL, U, LOC, Z,1.4, 1.7 MAT, 3 REAL, 10 TYPE, 5 ESURF ALLS ASEL, S,,,39NSEL, U, LOC, Z, 0.8, 1.1MAT, 4REAL, 11TYPE, 4ESURFALLSASEL, S,,, 27, 28, 1NSLA, S, 1NSEL, U, LOC, Z, 0.2, 0.5NSEL, U, LOC, Z, 0.8, 1.1NSEL, U, LOC, Z, 1.4, 1.7MAT, 4REAL, 11TYPE, 5ESURFALLSASEL, S,,, 39NSLA, S, 1 !在钢板下表面和右下辊表面建立接触对NSEL, U, LOC, Z, 0.8, 1.1MAT, 4REAL, 12!进入求解器!在所有节点点上施加约束!选择上辊轴线上的节点! 施加约束，上辊下降 0.03mESURF ALLSASEL, S,,, 15, 16, 1 NSLA, S, 1NSEL, U, LOC, Z,0.2,0.5 NSEL, U, LOC, Z,0.8,1.1 NSEL, U, LOC, Z,1.4,1.7 MAT, 4 REAL, 12 TYPE, 5 ESURF ALLS FINI!首先模拟下辊不动，上辊下降 /SOLU D, ALL, UZ D, ALL, ROTX D, ALL, ROTY NSEL, S, LOC, X NSEL, R, LOC, Y D, ALL, UY, -0.03D, ALL, UXD, ALL, UZ ALLSCSYS, 4ASEL, S, LOC, Y, -2, 0.3/2 ASEL, U,,,39NSLA, S, 1D, ALL, ALLALLSANTYPE, TRANSLNSRCH, ONNLGEOM, ONTIME, 1AUTOT, ONNSUBST, 15,20, 10KBC, 0OUTRES, ALL, ALLSOLVE!以下模拟下辊转动，驱动钢板前进CSYS, 4ASEL, S, LOC, Y, -2, 0.3/2 ASEL,U,,,39 !激活工作平面坐标系!选择下辊上的所有面!选择下辊上的所有节点!约束掉所有自由度!瞬态分析!打开线性搜索!打开大变形选项!指定载荷步时问!打开自动载荷步长!指定子步数目!斜坡载荷!输出所有子步所有项旧的结果!解答!选择下辊上的所有面NSLA, S, 1 !选择下辊上的所有节点DDELE, ALL, ALL!删除上一载荷步施加在下辊上的所有约束ALLSD, ALL, UZ !在所有节点上施加约束D, ALL, ROTXD, ALL, ROTYNSEL, S, LOC, X, 0 !选择左下辊轴线上的所有节点NSEL, R, LOC, YD, ALL, ROTZ, -3.1415926/2 !转动1/4 周D, ALL, UX !约束掉移动D, ALL, UYALLSWPOFF, 0.54 !偏移工作平面NSEL, S, LOC, X, 0 !选择右下右下辊轴线上的所有节点NSEL, R, LOC, YD, ALL, UX !约束掉移动D, ALL, UYD, ALL, ROTZ, -3.1415926/2 ! 转动1/4 周TIME, 2ALLSKBC, 0NSUBST, 800, 1000, 300!解答!查看结果!读最后载荷子步计算结果!变形云图!用动画查看卷制圆筒过程中的变形情况SOLVE!模拟卸载 ACEL, 0, 9.8 CSYS, 0NSEL, S, LOC, X NSEL, R, LOC, YD, ALL, UY, 0 D, ALL, UX D, ALL, UZ D, ALL, ROTX D, ALL, ROTY ALLS KBC, 0NSUBST, 20, 300, 10 TIME, 2.1 SOLVE FINI/POST1 SET, LASTPLNS, U, SUMANTIME, 50, 0.5,, 1, 2, 0, 2.1!施加重力加速度 !激活全球直角坐标系 !选择上辊轴线上的所有节点!上辊向上移动，卸载。
Ansys-第21例非线性屈曲分析实例
第21例非线性屈曲分析实例—悬臂梁本例通过计算悬臂梁的临界载荷，介绍了利用ANSYS进行非线性屈曲分析的方法、步骤和过程。
21.1非线性屈曲分析过程1．建立模型非线性屈曲分析的建模过程与其他分析相似，包括选择单元类型、定义单元实常数、定义材料特性、定义横截面、建立几何模型和划分网格等。
2．求解(1)进入求解器。
(2)指定分析类型。
非线性屈曲分析属于非线性静力学分析。
(3)定义分析选项。
激活大变形效应。
(4)施加初始几何缺陷或初始扰动。
可以先进行线性屈曲分析，将分析所得到的屈曲模态形状乘以一个较小的系数后作为初始扰动施加到结构上，本例即采用该方法。
(5)施加载荷。
所施加的载荷应比预测值高10%一21%。
(6)定义载荷步选项。
(7)设置弧长法。
(8)求解。
3.查看结果在POST26时间历程后处理器中，建立载荷和位移关系曲线，从而确定结构的临界载荷。
21.2问题描述及解析解图21-1 (a)所示为一悬臂梁，图21-1 (b)为梁的横横截面形状，分析其在集中力P作用下的临界载荷。
已知截面各尺寸分别为H=50mm、h=43mm、B=35mm、b=32mm，梁的长度L=1m。
钢的弹性模量E=2xl011N/m2，泊松比p=0.3。
图21-1工子悬臂梁21.3分析步骤21.3.1改变任务名拾取菜单Utility Menu→Jobname，弹出如图21-2所示的对话框，在“[/FJLNAM]”文本框中输入EXAMPLE21，单击“OK”按钮。
21.3.2选择单元类型拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete，弹出如图21-3所示的对话框，单击“Add.”按钮，弹出如图21-4所示的对话框，在左侧列表中选“Structural Beam”，在右侧列表中选“3 node 189”，单击“OK”按钮，返回到如图21-3所示的对话框，单击“Close”按钮。
ansys 屈曲分析详细过程
非线性屈曲分析的流程图如下：
图 2 非线性屈曲分析流程图
2
3、非线性方程组求解方法 （1）增量法 增量法的实质是用分段线性的折线去代替非线性曲线。增量法求解时将荷载
分成许多级荷载增量，每次施加一个荷载增量。在一个荷载增量中假定刚度矩阵 保持不变，在不同的荷载增量中，刚度矩阵可以有不同的数值，并与应力应变关 系相对应。
图 4 荷载及拱的几何尺寸示意
几何尺寸： f/L=1/5， H/L=1/30，B/图L=图1图/15
L=89m，f=17.8m，H=2.97m，B=5.93m，R=64.5m
材料性能：拱圈采用 C40 混凝土，弹性模量为 32500MPa，泊松比为 0.3。
在 ANSYS 中进行建模分析，初始荷载为 q=100000kN/m 其过程如下：
0.5
K2
58.9
90.4
93.4
86.7
64.0
根据表 1 查得：
K2 90.4
故其理论弹性屈曲荷载为：
qcr
K2
EI x l3
3.25104 1 5933.33 2966.673
90.4
12 890003
5.38107
N
m
2、拱的弹性屈曲与非线性屈曲 对于一般的特征值屈曲分析，主要是在平衡状态，考虑到轴向力或者中面内
力对弯曲变形的影响，由最小势能原理，结构弹性屈曲分析归结为求解特征值问 题：
KD KG 0
通过特征值分析求得的解有特征值和特征向量，特征值就是临界荷载系数， 特征向量是临界荷载系数对应的屈曲模态。
特征值屈曲分析的流程图如下：
1
图 1 弹性屈曲分析流程图
非线性屈曲分析是考虑结构平衡受扰动（初始缺陷、荷载扰动）的非线性静 力分析，该分析是一直加载到结构极限承载状态的全过程分析，分析中可以综合 考虑材料塑性和几何非线性。结构非线性屈曲分析归结为求解矩阵方程：
ANSYS命令流学习笔记非线性屈曲分析
A N S Y S命令流学习笔记非线性屈曲分析The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020!ANSYS命令流学习笔记9 –非线性屈曲分析!学习重点：!1、熟悉beam单元的建模!2、何为非线性屈曲分析Eigen Buckling首先了解屈曲问题。
在理想化情况下,当F < Fcr时, 结构处于稳定平衡状态，若引入一个小的侧向扰动力，然后卸载, 结构将返回到它的初始位置。
当F > Fcr时, 结构处于不稳定平衡状态, 任何扰动力将引起坍塌。
当F = Fcr时,结构处于中性平衡状态，把这个力定义为临界载荷。
在实际结构中, 几何缺陷的存在或力的扰动将决定载荷路径的方向。
在实际结构中, 很难达到临界载荷，因为扰动和非线性行为, 低于临界载荷时结构通常变得不稳定。
要理解非线性屈曲分析，首先要了解特征值屈曲。
特征值屈曲分析预测一个理想线弹性结构的理论屈曲强度，缺陷和非线性行为阻止大多数实际结构达到理想的弹性屈曲强度，特征值屈曲一般产生非保守解, 使用时应谨慎。
非线性屈曲分析时考虑结构平衡受扰动（初始缺陷、载荷扰动）的非线性静力分析，该分析时一直加载到结构极限承载状态的全过程分析，分析中可以综合考虑材料塑性、几何非线性、接触、大变形。
非线性屈曲比特征值屈曲更精确，因此推荐用于设计或结构的评价。
!3、非线性屈曲分析的理论计算及有限元计算!理论解，根据Euler公式。
其中μ取决于固定方式。
!有限元方法，已知在特征值屈曲问题：求解，即可得到临界载荷而非线性屈曲问题：其中为结构初始刚度，为有缺陷的结构刚度，{δ}为位移矩阵，{F}为载荷矩阵。
!4、弧长法的介绍(图片摘于ansys培训教程)如上分析，特征值屈曲分析得到的是非保守解，具有两个优点：快捷分析，屈曲模态形状可用作非线性屈曲分析的初始几何缺陷。
ansys非线性分析例子
4.9 选择Main Menu>Solution>Load Step Opts>Write LS File,在对话框中输入 3，单击OK,如下图所 示
4.10 选择Main Menu>Solution>Solve >From LS Files，弹 出如下对话框，并进 行如下设置单击ok
5.1 选择Main Menu>General Postproc>Read Results>First Set,读取第一个载荷步的求解结果 5.2 Main Menu>General Postproc>plot Results>Contour Plot>Nodal Solu,弹出如下对 话框，并进行如下页的设置
/GO D,P51X, , , , , ,ALL, , , , , FLST,2,1,1,ORDE,1 FITEM,2,10 !* /GO F,P51X,FY,-12 FLST,2,1,1,ORDE,1 FITEM,2,10 !* /GO F,P51X,FX,0.05 LSWRITE,1, FLST,2,1,1,ORDE,1 FITEM,2,10 !* /GO F,P51X,FY,-13 FLST,2,1,1,ORDE,1 FITEM,2,10 !* /GO F,P51X,FX,0.05 LSWRITE,2, FLST,2,1,1,ORDE,1 FITEM,2,10 !*
1.1 单击 开始>所有 程序 >ansys12.1>mench anical APDL Product Launcher窗口如左图。 在working Directory 栏中设置工作目录， 在job name中输入如 左图所示的工作名。 单击Run,进入ansys。
ansys屈曲分析
3.1 几何非线性3.1.1 大应变效应一个结构的总刚度依赖于它的组成部件（单元）的方向和单刚。
当一个单元的结点经历位移后，那个单元对总体结构刚度的贡献可以以两种方式改变。
首先，如果这个单元的形状改变，它的单元刚度将改变（图3-1(a)）。
其次，如果这个单元的取向改变，它的局部刚度转化到全局部件的变换也将改变（图3-1（b））。
小的变形和小的应变分析假定位移小到足够使所得到的刚度改变无足轻重。
这种刚度不变假定意味着使用基于最初几何形状的结构刚度的一次迭代足以计算出小变形分析中的位移（什么时候使用“小”变形和应变依赖于特定分析中要求的精度等级）。
相反，大应变分析考虑由单元的形状和取向改变导致的刚度改变。
因为刚度受位移影响，且反之亦然，所以在大应变分析中需要迭代求解来得到正确的位移。
通过发出 NLGEOM，ON（GUI路径Main Menu>Solution>Analysis Options)，来激活大应变效应。
这种效应改变单元的形状和取向，且还随单元转动表面载荷。
（集中载荷和惯性载荷保持它们最初的方向。
）在大多数实体单元（包括所有的大应变和超弹性单元），以及部分的壳单元中大应变特性是可用的。
在ANSYS/Linear Plus程序中大应变效应是不可用的。
图3－1 大应变和大转动大应变过程对单元所承受的总旋度或应变没有理论限制。
（某些ANSYS单元类型将受到总应变的实际限制──参看下面。
）然而，应限制应变增量以保持精度。
因此，总载荷应当被分成几个较小的步，这可用〔 NSUBST， DELTIM， AUTOTS〕命令自动实现(通过GUI路径 MainMenu>Solution>Time/Frequent)。
无论何时如果系统是非保守系统，如在模型中有塑性或摩擦，或者有多个大位移解存在，如具有突然转换现象，使用小的载荷增量具有双重重要性。
3.1.2 应力－应变在大应变求解中，所有应力─应变输入和结果将依据真实应力和真实（或对数）应变（一维时，真实应变将表示为ε=Ln(l/l) 。
ansys非线性命解析
2009-05-15 19:01/tandi1985/blog/item/49570e515e503110367abec4. htmlANSYS应用基于问题物理特性的自动求解控制方法，把各种非线性分析控制参数设置到合适的值。
如果用户对这些设置不满意，还可以手工设置。
下列命令的缺省设置已进行了优化处理：AUTOTS PRED MONITORDELTIM NROPT NEQITNSUBST TINTP SSTIFCNVTOL CUTCONTROL KBCLNSRCH OPNCONTROL EQSLVARCLEN CDWRITE LSWRITE这些命令及其设置在将在后面讨论。
参见《ANSYS Commands Reference》。
如果用户选择自己的设置而不是ANSYS的缺省设置，或希望用以前版本的ANSYS的输入列表，则可用/ SOLU 模块的 SOLCONTROL ，OFF命令，或在/ BATCH 命令后用/ CONFIG ，NLCONTROL，OFF命令。
参见 SOLCONTROL 命令的详细描述。
ANSYS对下面的分析激活自动求解控制单场的非线性或瞬态结构以及固体力学分析，在求解自由度为UX、UY、UZ、ROTX、ROTY、ROTZ的结合时；单场的非线性或瞬态热分析，在求解自由度为TEMP时；注意--本章后面讨论的求解控制对话框，不能对热分析做设置。
用户必须应用标准的ANSYS求解命令或GUI来设置。
2.2 非线性静态分析步骤尽管非线性分析比线性分析变得更加复杂，但处理基本相同。
只是在非线形分析的过程中，添加了需要的非线形特性。
非线性静态分析是静态分析的一种特殊形式。
如同任何静态分析，处理流程主要由以下主要步骤组成：建模；设置求解控制；设置附加求解控制；加载；求解；考察结果。
2.2.1 建模这一步对线性和非线性分析基本上是一样的，尽管非线性分析在这一步中可能包括特殊的单元或非线性材料性质，参考§4《材料非线性分析》，和§6.1《单元非线性》。
基于ANSYS的轴心受压杆屈曲分析(很好很全)
文）基于ANSYS的轴心受压柱屈曲分析吕辉哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院摘要：为了了解和掌握轴心受压柱特征值屈曲和非线性屈曲差异，以及考虑在屈曲分析中划分不同单元数量对分析结果的影响，选取适当的单元数量，利用有限元软件ANSYS对结构进行分析。
初步了解特征值屈曲与非线性屈曲所得结果差异。
在此基础上进行了多例轴心受压柱的仿真模拟分析，同时考虑不同长细比对屈曲分析结果的影响，掌握了长细比变化对轴心受压柱特征值屈曲和非线性屈曲的计算结果的影响规律。
提出工程中应尽量采取非线性屈曲分析，并在分析中采取正确的分析方法。
关键词：ANSYS仿真模拟；轴心受压柱；单元数量；特征值屈曲；非线性屈曲The analysis of axial-compressed column buckling based onANSYSLv HuiHarbin Engineering University, College of Aerospace and Civil EngineeringAbstracts: The finite element software ANSYS is used to understand and master the diffierences between axial-compressed column buckling and nonlinear buckling, and to consider different numbers of modules`s impact on analysis results in buckling analysis, and choose the appropriate element numebrs. The differences of the results of eigenvalue buckling and nonlinear buckling is preliminary understood. Based that, simulation analysis of a number of cases of axial-compressed column is made, meanwhile different slenderness ratio`s impact on buckling analysis is taken into account, so the impact by variable slenderness ratio on the results of axial-compressed column buckling and nonlinear buckling is unterstood. So the nonlinear buckling analysis in the project is proposed,and the right analysis method should be taken.Key words:ANSYS Simulation; axial-compressed column; the number of element; eigenvalue buckling; nonlinear buckling文）引言：随着计算机的发展人类实现了一个又一个的突破，大大提高了产品开发、设计、分析和制造的效率和产品性能。
ANSYS经典案例在Workbench中实现之薄壁结构的屈曲与后屈曲分析
文章来源：安世亚太官方订阅号（搜索：peraglobal）案例背景屈曲分析对于一个成功的结构设计，尤其是包含壳和梁的结构，是至关重要的。
虽然线性特征值屈曲分析相对直接与简便，但是也有其自身缺点：因为实际屈曲过程是一个非线性（大变形）过程，如果不能考虑结构非线性，分析只能得到近似结果，另外线性屈曲分析对于结构后屈曲分析无能为力。
非线性屈曲分析过程较为复杂，同时可能需要多次尝试才能得到较为可信的结果，但是由于其不存在线性屈曲分析的局限性，所以工程上倾向通过非线性屈曲来评价结构的稳定性。
实际中，工程师很难判断结构究竟何时开始发生屈曲。
从工程和科研角度看，人们在整个屈曲过程中，最感兴趣的阶段其实是结构将要产生大变形，但是尚未产生较大变形的阶段，有时结构甚至还未产生变形，因为此时对应的载荷是结构的临界屈曲载荷。
非线性屈曲分析可以很好得在这方面提供工程意义上的指导。
非线性屈曲分析通过使用以下一些方法，控制整个仿真计算的收敛性，达到用户的工程需求：1 非线性稳定性控制（nonlinearstabilization）该方法可以应对屈曲分析中的局部和整体不稳定性，并且可以与其它非线性控制技术联合使用进行仿真（弧长法除外）；2 弧长法该方法只能处理力载荷下的结构整体失稳。
3 将稳态分析处理成“准静态”的动力学问题该方法通过使用动力学效应防止计算发散，但是具体操作较为复杂。
本案例通过承受外部静水压力载荷的周向加强筋圆柱薄壁结构，说明如何通过仿真分析，预测结构的屈曲载荷和后屈曲状态，同时介绍控制非线性屈曲分析中，控制计算收敛性的方法。
问题描述圆柱薄壁的材料为2024-T3铝合金，由五层横截面为Z型的周向加强筋支撑，圆柱薄壁两端由两个厚盖板（厚度为25mm）密封，并分别由一个L型的铆接条加固。
圆柱薄壁承受外部均匀压强，从而使圆柱薄壁上两个Z型加强筋之间的局部屈曲，最终导致结构失效。
尺寸（mm）圆柱薄壁截面半径355.69圆柱薄壁深度431.8圆柱薄壁厚度 1.034盖板半径380盖板厚度25Z型加强筋厚度0.843L型铆接条厚度 1.64Z型加强筋横截面尺寸如下图所示：图1 Z型加强筋横截面形状及尺寸L型铆接条横截面尺寸为19*19mm，厚度为1.64mm。
ANSYS分析实例与工程应用命令流学习笔记
ANSYS分析实例与工程应用命令流学习笔记1大纲静力分析：2杆、3梁、5薄膜和板壳、4实体单元梁单元：简化计算，结构总体受力情况实体单元：较复杂的结构，局部细节的受力情况稳定性分析：6振动、模态分析：7简单振动和梁的振动、8膜板和实体振动2杆系结构的静力分析2.1铰接杆在外力作用下的变形二维杆单元LINK1*AFUN,DEG：三角函数默认为弧度，改为角度后处理：结构变形图、显示节点位移和杆件应力2.2人字形屋架的静力分析后处理：杆单元的轴力、轴向应力、轴向应变2.3超静定拉压杆的反力计算后处理：节点反力2.4平行杆件与刚性梁连接的热应力问题定义3点的UY为耦合自由度，即三者的UY位移相等温度（增量）后处理：寻找特定位置的节点和单元，并从单元表中提取它们的内力2.5端部有间隙的杆的热膨胀二维带厚度的平面应力单元PLANE42、二维接触单元CONTACT26温度（始、末）后处理：定义水平应力和铅直应力单元表，并提取3号单元的应力结果*Status,ParmFINISH定义数组变量，将计算结果通过数组变量输出到文件3梁的弯曲静力分析3.1单跨等截面超静定梁的平面弯曲二维弹性梁单元BEAM3后处理：定义以两端弯矩和剪力的单元表，并列出单元表数据并用单元表数据绘制剪力图和弯矩图更细的节点划分方案，更精细3.2四跨连续梁的内力计算体素建模：keypoint, line, area, volume便于细分单元3.3七层框架结构计算3.4工字形截面外伸梁的平面弯曲3.5矩形截面梁的纵横弯曲分析考虑应力强化效应后处理：迭代过程3.6空间刚架静力分析三维梁单元BEAM43.7悬臂梁的双向弯曲三维8节点耦合场实体单元SOLID5三维20节点固体单元SOLID92三维10节点耦合场实体单元SOLID98三维结构实体自适应单元SOLID147定义宏程序，对应四种工况，各种结果差别不大3.8圆形截面悬臂杆的弯扭组合变形三维直管单元PIPE16（只定义外直径，不定义内直径）3.9悬臂等强度梁的弯曲四边形壳单元SHELL63（这里用退化的三角形单元，并使用节点耦合自由度保证模型的对称变形）三维非对称锥形梁单元BEAM44（定义横截面主轴，单元宽度线性变化）计算结果都很好，但壳体单元更能模拟出等强度梁的实际几何形状，更直观，截面定义更简单。
屈曲分析过程及示例
屈曲分析过程及示例分析过程说明：屈曲分析是一种用于确定结构开始变得不稳定时的临介荷载和屈曲结构发生屈曲响应时的模态形状的技术。
ANSYS提供两种结构屈曲荷载和屈曲模态分析方法：非线性屈曲分析和特征值屈曲分析。
非线性屈曲分析是在大变形效应开关打开的情况下的一种非线性静力学分析，该分析过程一直进行到结构的极限荷载或最大荷载。
非线性屈曲分析的方法是，逐步地施加一个恒定的荷载增量，直到解开始发散为止。
尤其重要的是，要一个足够小的荷载增量，来使荷载达到预期的临界屈曲荷载。
若荷载增量太大，则屈曲分析所得到的屈曲荷载就可能不准确，在这种情况下打开自动时间步长功能，有助于避免这类问题，打开自动时间步长功能，ANSYS程序将自动寻找屈曲荷载。
特征值屈曲分析步骤为：1.建模2.获得静力解：与一般静力学分析过程一致，但必须激活预应力影响，通常只施加一个单位荷载就行了3.获得特征屈曲解:A.进入求解B.定义分析类型C.定义分析选项D.定义荷载步选项E.求解4.扩展解之后就可以察看结果了示例1：!<ansys 7.0 有限元分析实用教程>!3．命令流求解!ANSYS命令流：!Eigenvalue BucklingFINISH !这两行命令清除当前数据/CLEAR/TITLE,Eigenvalue Buckling Analysis/PREP7 !进入前处理器ET,1,BEAM3 !选择单元R,1,100,833.333,10 !定义实常数MP,EX,1,200000 !弹性模量MP,PRXY,1,0.3 !泊松比K,1,0,0 !创建梁实体模型K,2,0,100L,1,2 !创建直线ESIZE,10 !单元边长为1mmLMESH,ALL,ALL !划分网格FINISH !退出前处理！屈曲特征值部分/SOLU !进入求解ANTYPE,STATIC !在进行屈服分析之前，ANSYS需要从静态分析提取数据PSTRES,ON !屈服分析中采用预应力DK,1,ALL !定义约束FK,2,FY,-1 !顶部施加载荷SOLVE !求解FINISH !退出求解/SOLU !重新进入求解模型进行屈服分析ANTYPE,BUCKLE !屈服分析类型BUCOPT,LANB,1 !1阶模态，子空间法SOLVE !求解FINISH !退出求解/SOLU !重新进入求解展开模态EXPASS,ON !模态展开打开MXPAND,1 !定义需要展开的阶数SOLVE !求解FINISH !退出求解/POST1 !进入通用后处理SET,LIST !列出特征值求解结果SET,LAST !读入感兴趣阶数模态结果PLDISP !显示变形后图形！NonLinear Buckling !非线性分析部分FINISH !这两行命令清除当前数据/CLEAR/TITLE, Nonlinear Buckling Analysis/PREP7 !进入前处理ET,1,BEAM3 !选择单元MP,EX,1,200000 !弹性模量MP,PRXY,1,0.3 !泊松比R,1,100,833.333,10 !定义实常数K,1,0,0,0 !底端节点K,2,0,100,0 !顶点L,1,2 !连成线ESIZE,1 !网格尺寸参数设定LMESH,ALL !划分网格FINISH !退出前处理/SOLU !进入求解ANTYPE,STATIC !静态分析类型（非屈服分析）NLGEOM,ON !打开非线性大变形设置OUTRES,ALL,ALL !选择输出数据NSUBST,20 !5个子步加载NEQIT,1000 !20步迭代AUTOTS,ON !自动时间步长LNSRCH,ON !激活线搜索选项/ESHAPE,1 !显示二维状态下变形图DK,1,ALL,0 !约束底部节点FK,2,FY,-50000 !顶部载荷稍微比特征值分析结果大FK,2,FX,-250 ! 施加水平扰动载荷SOLVE !求解FINISH !退出求解/POST26 !进入时间-历程后处理器RFORCE,2,1,F,Y !2#变量表示力NSOL,3,2,U,Y !3#变量表示y方向位移XV AR,2 !将x轴显示2＃变量PLV AR,3 !y轴显示3＃变量数据/AXLAB,Y,DEFLECTION !修改y轴标签/AXLAB,X,LOAD !修改x轴标签/REPLOT !重新显示图形示例2：!悬臂梁受端部轴向压力作用的屈曲分析!先进行静力分析，在进行特征值屈曲分析，最后进行非线性分析!静力分析fini/cle/filname,beam-flexure/tittle,beam-flexure/prep7 !*set,f1,-1e6 !设置轴向压力荷载参数et,1,beam189 !mp,dens,1,7.85e3 !设置材料参数mp,ex,1,2.06e11 !mp,nuxy,1,0.2 !sectype,1,beam,I,,2 !设置截面参数secoffset,cent !secdata,0.15,0.15,0.25,0.015,0.015,0.015,0,0,0,0 !k,1,0 !k,2,2.5,0 !k,3,1.25,1 !lstr,1,2 !latt,1,,1,,3,,1 !lesize,1,,,10 !lmesh,1 !/view,1,1,1,1 !/eshape,1.0 !dk,1,,,,0,all, !fk,2,fx,f1 !施加关键点压力finish !!/solu !antype,0 !eqslv,spar !求解器设置稀疏矩阵直接法pstres,on !打开预应力开关solve !finish !!特征值屈曲分析/solu !antype,1 !bucopt,lanb,6,0 !取前六阶模态分析mxpand,6,0,0,1,0.001 ! solve !finish !!/post1 !set,first !pldisp,1 !pldisp,2 !set,next !pldisp,3 !set,next !pldisp,4 !set,next !pldisp,5 !set,next !pldisp,6 !*get,freq1,mode,1,freq !finish !!非线性屈曲分析/config,nres,200 !只记录两百步的结果!/prep7 !tb,biso,1,1,2 !定义材料非线性tbtemp,0 !tbdata,,2.0e8,0 !upgeom,0.01,1,1,'beam-flexure','rst' !对有限元模型进行一阶模态的位移结果0.01倍的修改save,beam-flexure,dbfinish !resu,beam-flexure,db!/solu !antype,0 !nlgeom,1 !打开大变形outres,all,all !arclen,1,0 !弧长法设置arctrm,l !弧长法终止准则达到第一个峰值是终止计算nsubst,200,,,1 !fk,2,fx,f1*freq1！fk,2,fx,f1*freq1*1.2 !将轴向压力值放大，放大系数为第一阶模态的主频solve !finish !!nsol,2,2,u,y,deflection !提取自由端y方向的位移为变量deflectionrforce,3,1,f,x,reactionf !提取固定端x方向的支座反力为变量reactionf/axlab,x,deflection !/axlab,y,reactionf !xvar,2 !plvar,3 !finish !。
ansys弧长
3.2.2 问题详细说明下列材料性质应用于这个问题：EX=1000 (杨氏模量）NUXY=0.35（泊松比）Yield Strength =1 （屈服强度）Tang Mod=2.99（剪切模量）3.2.3 问题描述图图3-4 问题描述图3.2.4 求解步骤（GUI方法）步骤一：建立模型，给定边界条件。
在这一步中，建立计算分析所需要的模型，定义单元类型，材料性质划分网格，给定边界条件。
并将数据库文件保存为“exercise1.db”。
在此，对这一步的过程不作详细叙述（您也可以从§3.2.5中取出命令流段完成这一步骤）。
步骤二：恢复数据库文件“exercise.db”Utility Menu>File>Resume from步骤三：进入求解器。
Main Menu>solution步骤四：定义分析类型和选项1、选择菜单路径Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis.单击“Static”来选中它然后单击OK。
2、择菜单路径Main Menu>Solution>Unabridged Menu>Analysis Options。
出现对话框。
3、单击Large deform effects (大变型效应选项）使之为ON，然后单击OK。
步骤五：打开预测器。
Main menu> Solution>Unabridged Menu>Load step opts-Nonlinear> Predictor步骤六：在结点14的Y方向施加一个大小为-0.3的位移Main menu >Solution -Load -Apply >displacement >On Nodes步骤七：设置载荷步选项1、选择菜单路径Main Menu> Solution>Unabridged Menu>Load stepopts-Time/Frequenc> Time and substps。
ANSYS结构非线性分析相应步骤及命令流
ANSYS结构非线性分析相应步骤及命令流屈服准则概念：1.理想弹性材料物体发生弹性变形时，应力与应变完全成线性关系，并可假定它从弹性变形过渡到塑性变形是突然的。
2.理想塑性材料（又称全塑性材料）材料发生塑性变形时不产生硬化的材料，这种材料在进入塑性状态之后，应力不再增加，也即在中性载荷时即可连续产生塑性变形。
3.弹塑性材料在研究材料塑性变形时，需要考虑塑性变形之前的弹性变形的材料这里可分两种情况：Ⅰ.理想弹塑性材料在塑性变形时，需要考虑塑性变形之前的弹性变形，而不考虑硬化的材料，也即材料进入塑性状态后，应力不再增加可连续产生塑性变形。
Ⅱ.弹塑性硬化材料在塑性变形时，既要考虑塑性变形之前的弹性变形，又要考虑加工硬化的材料，这种材料在进入塑性状态后，如应力保持不变，则不能进一步变形。
只有在应力不断增加，也即在加载条件下才能连续产生塑性变形。
4.刚塑性材料在研究塑性变形时不考虑塑性变形之前的弹性变形。
这又可分两种情况：Ⅰ.理想刚塑性材料在研究塑性变形时，既不考虑弹性变形，又不考虑变形过程中的加工硬化的材料。
Ⅱ.刚塑性硬化材料在研究塑性变形时，不考虑塑性变形之前的弹性变形，但需要考虑变形过程中的加工硬化材料。
屈服准则的条件：1.受力物体内质点处于单向应力状态时，只要单向应力大到材料的屈服点时，则该质点开始由弹性状态进入塑性状态，即处于屈服。
2.受力物体内质点处于多向应力状态时，必须同时考虑所有的应力分量。
在一定的变形条件（变形温度、变形速度等）下，只有当各应力分量之间符合一定关系时，质点才开始进入塑性状态，这种关系称为屈服准则，也称塑性条件。
它是描述受力物体中不同应力状态下的质点进入塑性状态并使塑性变形继续进行所必须遵守的力学条件，这种力学条件一般可表示为）＝Cf（σij又称为屈服函数，式中C是与材料性质有关而与应力状态无关的常数，可通过试验求得。
屈服准则是求解塑性成形问题必要的补充方程。
1.1 什么是结构非线性在日常生活中，经常会遇到结构非线性。
ansys 屈曲分析命令流
BucklingIntroductionThis tutorial was created using ANSYS 7.0 to solve a simple buckling problem.It is recommended that you complete the NonLinear Tutorial prior to beginning this tutorialBuckling loads are critical loads where certain types of structures become unstable. Each load has an associated buckled mode shape; this is the shape that the structure assumes in a buckled condition. There are two primary means to perform a buckling analysis:1.EigenvalueEigenvalue buckling analysis predicts the theoretical buckling strength of an ideal elastic structure. It computes the structural eigenvalues for the given system loading and constraints. This is known asclassical Euler buckling analysis. Buckling loads for several configurations are readily available from tabulated solutions. However, in real-life, structural imperfections and nonlinearities prevent most real-world structures from reaching their eigenvalue predicted buckling strength; ie. it over-predicts theexpected buckling loads. This method is not recommended for accurate, real-world buckling prediction analysis.2.NonlinearNonlinear buckling analysis is more accurate than eigenvalue analysis because it employs non-linear, large-deflection, static analysis to predict buckling loads. Its mode of operation is very simple: itgradually increases the applied load until a load level is found whereby the structure becomes unstable (ie. suddenly a very small increase in the load will cause very large deflections). The true non-linearnature of this analysis thus permits the modeling of geometric imperfections, load perterbations, material nonlinearities and gaps. For this type of analysis, note that small off-axis loads are necessary to initiate the desired buckling mode.This tutorial will use a steel beam with a 10 mm X 10 mm cross section, rigidly constrained at the bottom. The required load to cause buckling, applied at the top-center of the beam, will be calculated.ANSYS Command ListingEigenvalue BucklingFINISH ! These two commands clear current data/CLEAR/TITLE,Eigenvalue Buckling Analysis/PREP7 ! Enter the preprocessorET,1,BEAM3 ! Define the element of the beam to be buckledR,1,100,833.333,10 ! Real Consts: type 1, area (mm^2), I (mm^4), height (mm)MP,EX,1,200000 ! Young's modulus (in MPa)MP,PRXY,1,0.3 ! Poisson's ratioK,1,0,0 ! Define the geometry of beam (100 mm high)K,2,0,100L,1,2 ! Draw the lineESIZE,10 ! Set element size to 1 mmLMESH,ALL,ALL ! Mesh the lineFINISH/SOLU ! Enter the solution modeANTYPE,STATIC ! Before you can do a buckling analysis, ANSYS! needs the info from a static analysisPSTRES,ON ! Prestress can be accounted for - requiredanalysisbucklingduring!DK,1,ALL ! Constrain the bottom of beamFK,2,FY,-1 ! Load the top vertically with a unit load.! This is done so the eigenvalue calculated! will be the actual buckling load, since! all loads are scaled during the analysis.SOLVEFINISH/SOLU ! Enter the solution mode again to solve buckling ANTYPE,BUCKLE ! Buckling analysisBUCOPT,LANB,1 ! Buckling options - subspace, one modeSOLVEFINISH/SOLU ! Re-enter solution mode to expand info - necessary EXPASS,ON ! An expantion pass will be performedMXPAND,1 ! Specifies the number of modes to expandSOLVEFINISHpost-processorEnter/POST1!SET,LIST ! List eigenvalue solution - Time/Freq listing is the! force required for buckling (in N for this case). SET,LAST ! Read in data for the desired modePLDISP ! Plots the deflected shapeNonLinear BucklingFINISH ! These two commands clear current data/CLEAR/TITLE, Nonlinear Buckling Analysis/PREP7 ! Enter the preprocessorET,1,BEAM3 ! Define element as beam3MP,EX,1,200000 ! Young's modulus (in Pa)MP,PRXY,1,0.3 ! Poisson's ratioR,1,100,833.333,10 ! area, I, heightK,1,0,0,0 ! Lower nodeK,2,0,100,0 ! Upper node (100 mm high)Drawsline!L,1,2ESIZE,1 ! Sets element size to 1 mmLMESH,ALL ! Mesh lineFINISH/SOLUANTYPE,STATIC ! Static analysis (not buckling)NLGEOM,ON ! Non-linear geometry solution supportedOUTRES,ALL,ALL ! Stores bunches of outputNSUBST,20 ! Load broken into 5 load stepsNEQIT,1000 ! Use 20 load steps to find solution AUTOTS,ON ! Auto time steppingLNSRCH,ON/ESHAPE,1 ! Plots the beam as a volume rather than line DK,1,ALL,0 ! Constrain bottomFK,2,FY,-50000 ! Apply load slightly greater than predicted! required buckling load to upper nodeFK,2,FX,-250 ! Add a horizontal load (0.5% FY) to initiatebuckling!SOLVEFINISH/POST26 ! Time history post processorRFORCE,2,1,F,Y ! Reads force data in variable 2NSOL,3,2,U,Y ! Reads y-deflection data into var 3XVAR,2 ! Make variable 2 the x-axisPLVAR,3 ! Plots variable 3 on y-axis/AXLAB,Y,DEFLECTION ! Changes y label/AXLAB,X,LOAD ! Changes X label/REPLOT。
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For this solution method, ANSYS uses the linear Eigenvalue method to solve for the buckling load. The Following is a command prompt used to run the Eigenvalue method on ANSYS.
It is important to understand what the NLGEOM command does, and how it does it. This command allows ANSYS to engage in a non-linear elastic modeling of the beam.
The first Equation is the Plastic strain equation:
Where the super script “pl” represents the plastic strain, and “el” represents the linear strain, and Ԑn is the original strain. To calculate the linear strain the following equation is used:
In the previous equation Represents the equivalent total strain measure and is calculated using the following equation:
As can be seen in the equation, as the number of iterations are increased, the magnitude of the plastic deformation decreases (in a new iteration, the results for the plastic strain is used as the initial strain). The rate of the decrease also decreases with an increasing number of iterations, until the answer for the strain converges. This however does not take into account Non-linear Young modulus, and more complicated methods must be used in order to compute the stress-strain of a model with a non-linear Young’s modulus.
Beams Rods Columns Crankshafts Piston and Cylinders Synthetic bones and prosthetics. Any mechanism that undergoes compression
Finite Element Analysis allows the Solution of buckling problems. The Column is divided into different nodes and a small preload is added. ANSYS offers 2 buckling modes, Eigenvalue (Linear) and a non-linear solution method. Nhomakorabea
ANSYS can also produce non-linear results. This is done by using sub-stepped loads, to calculate the strains and getting a new Young’s Modulus with the given strain. An initial deformation is placed in the model, so that ANSYS may bend the model and simulate buckling (otherwise the load would show only compressive results). The next is a command prompt to input in ANSYS to produce the analysis.
Buckling is the failure of columns and rods when under a compressive load. The rod/column/beam bends before the load reaches the material’s yield point. Buckling occurs due to the structure’s imperfections.
ANSYS produces Favorable results for buckling Analysis. The non-linear Buckling analysis tends to give more conservative results as seen in the figures. Care must be taken, as sometimes non-linear problems may not converge.