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屈曲分析全过程

屈曲分析的过程说明:
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。


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:
!ansys7.0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!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
XVAR,2!将x轴显示2#变量
PLVAR,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
*do,i,1,6
set,i
pldisp,i
*enddo
*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,db
finish
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时终止计算
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。

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