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 Buckling

FINISH !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,2,0,100

L,1,2 !创建直线

ESIZE,10 !单元边长为1mm

LMESH,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 !