ansys屈曲分析练习模型
ansys屈曲分析练习模型：
边界条件：底端固定
几何：长为100mm，截面：10mm×10mm 惯性矩：Izz=833.333
材料性质：E=2.0e5MPa,v=0.3
分析压力的临界值
分析过程：特征值屈曲分析方法：
1、建立关键点1(0 0 0),2(0 100 0)
2、在关键点1、2之间建立直线
3、定义单元类型(Beam3)
4、定义单元常数
5、定义材料属性
6、定义网格大小，指定单元边长为10
7、划分网格
（首先此处应该做一次模态分析，有模态数据文件，后出来才可以看屈曲模态。）
8、定义分析类型（static）
9、激活预应力效应。要进行屈曲分析，必须激活预应力效应。
10、施加位移约束（关键点1固定）
11、施加集中荷载，Fy=-1N
12、求解
13、结束求解，
14、重新定义分析类型（Eigen Buckling)
15、设置屈曲分析选项，提取1阶模态（菜单路径：Solution-->Analysis Type-->Analysis options
16、求解，结束后退出
17、解的展开
1）设置expansion pass “on”
2）设置展开模态为1（Load Step Options>ExpansionsPass>Single Expand>Expand Modes
3)重新求解
18、查看结果（临界载荷和屈曲模态等）
二、非线性分析方法
前8步与上述过程相同
9、设置分析控制（主要黄色高亮部分区域需要修改）
10、施加位移约束（关键点1固定）
11、施加集中荷载，Fy=-50000N，Fx=-250N
12、求解
13、查看变形和位移
14、定义时间-历史变量
1）进入时间历程后处理器（TimeHist Postproc)
2）在弹出的对话框中选择左上角的+号，添加一个监控变量（节点2的Y方向位移）15、查看位移-载荷曲线
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 ! 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
问题描述
一根直的细长悬臂梁，一端固定一端自由。在自由端施加载荷。本模型做特征值屈曲分析，并进行非线性载荷和变形研究。研究目标为确定梁发生分支点失稳（标志为侧向的大位移）的临界载荷。
问题特性参数
本例使用如下材料特性：
杨氏模量=1.0X10e4psi
泊松比=0.0
本例使用如下的几何特性：
L=100in
H=5in
B=2in
本例的载荷为：
P=1lb
问题示意图
特征值屈曲分析是线性化的计算过程，通常用于弹性结构。屈曲一般发生在小于特征值屈曲分析得到的临界载荷时。这种分析比完全的非线性屈曲分析需要的求解时间要少。
用户还可以做非线性载荷和位移研究，这时用弧长法确定临界载荷。对于更通用的分析，一般要进行崩溃分析。
在模型中有缺陷时一定要做非线性崩溃分析，因为此时模型不会表现出屈曲。可以通过使用特征值分析求解的特征向量来添加缺陷。特征向量是最接近于实际屈曲模态在预测值。添加的缺陷应该比梁的标准厚度要小。缺陷删除了载荷-位移曲线的突变部分。通常情况下，缺陷最大不小于10%的梁厚度。UPGEOM命令在前一步分析的基础上添加位移并更新变形的几何特征。
第一步：设置分析名称和图形选项
1．选择菜单Utility Menu> Title。
2．输入“Lateral Torsional Buckling Analysis”并单击OK。
3．确认PowerGraphics正在运行。选择菜单Utility Menu>lotCtrls>Style>Hidden-Line Options。确认PowerGraphics选项打开并单击OK。
4．将Graphical Solution Tracking打开。选择菜单Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Output Ctrls>Grph Solu Track并确认对话框中radio按钮设置为ON。单击OK。
5．生成屈曲分析图的输出文件。选择菜单Utility Menu>lotCtrls>Redirect Plots>To GRPH File。将文件名改为buckle.grph并单击OK。
第二步：定义几何模型
1．进入前处理器并生成梁的关键点。选择菜单Main Menu>reprocessor>-Modeling-Create>Keypoints>In Active CS，然后输入下列关键点号和坐标值：
关键点号：1 坐标值：0，0，0
关键点号：2 坐标值：100，0，0
关键点号：3 坐标值：50，5，0
2．在关键点1和2之间生成一条直线。选择菜单Main Menu>reprocessor>-Modeling-Create>-Lines-Lines>Straight Line。将弹出生成直线对话框。在图形窗口选择关键点1和2并单击OK。
3．存储模型。选择菜单Utility Menu> As。在“Save Database to”对话框中输入buckle.db 作为文件名并单击OK。
第三步：定义单元类型和横截面信息
1．选择菜单Main Menu>reprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete。将弹出单元类型对话框。
2．单击Add。将出现单元类型库对话框。
3．在左列选择“Structural Beam”。
4．在右列选择“3D finite strain, 3 node 189”以选中BEAM189。
5．单击OK，然后的单元类型对话框中单击Close。
6．定义梁的矩形截面。选择菜单Main Menu>Preprocessor>Sections>-Beam-Common Sects。将出现梁工具对话框。缺省时ANSYS将截面号设置为1，将子类型设置为RECT（在子类型处图示一个矩形）。因为要生成一个矩形横截面，在子类型处不作修改。
7．在梁工具对话框的底部，可以看到横截面形状和尺寸的图示。在B标志的部分输入0.2作为横截面的宽度；在H标志的部分输入5.0作为横截面的高度。单击OK确定设置。8．列出当前截面特性。选择菜单Main Menu>Preprocessor>Sections>List Sections。ANSYS 缺省选择特性号1。单击OK显示横截面信息。在浏览过以后，在SLIST窗口单击Close。
2006-12-1 12:55 #1
冰彬鱼
工程师
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状态离线第四步：定义材料特性并定位结点
1．选择菜单Main Menu>reprocessor>Material Props>-Constant-Isotropic。
2．单击OK确认材料号为1。将出现各向同性材料特性对话框。
3．在杨氏模量框输入1E4。
4．在泊松比(minor)处输入0.0，并单击OK。
5．选择菜单Utility Menu>Select>Entities来选择线。选择下列选项：Lines，By Num/Pick，From Full并单击OK。
6．出现选择线对话框。在图形窗口单击线实体。在对话框中单击OK。
7．作为线的属性定义结点定位。选择菜单Main Menu>reprocessor>-Attributes-Define>All Lines。单击Pick Orientation Keypoint radio按钮旁边的radio按钮将其改变为Yes并单击OK。ANSYS将材料特性号指向1，将单元类型号指向1并将截面特性号指向1。
8．出现线属性对话框。在图形窗口选择关键点3并在对话框中单击OK。
9．存储模型。选择菜单Utility Menu> As。选择OK，当ANSYS询问是否覆盖时，单击OK。
第五步：对线划分网格并确认梁的定位
1．定义网格大小和分段数。选择菜单Main Menu>reprocessor>-Meshing-Size Cntrls>-Lines-All Lines。在No. Of Element Divisions框中输入10并单击OK。
2．对线划分网格。选择菜单Main Menu>reprocessor>-Meshing-Mesh>Lines。确认在“Mesh Lines”对话框中Pick和Single选定，然后在图形窗口选择线。在对话框中单击OK对线划分网格。
3．旋转划分好网格的线。选择菜单Utility Menu>lotCtrls>Pan,
Zoom,Rotate。弹出Pan,Zoom,Rotate对话框。选择ISO并单击Close。图形窗口中梁将旋转。4．确认梁的定位。选择菜单Utility Menu>PlotCtrls>Style>
Size&Shape。选择/ESHAPE旁边的radio按钮并单击OK。
5．显示横截面形状。选择菜单Main Menu>Preprocessor>Sections>
Plot Section并单击OK。
6．重新显示网格。选择菜单Utility Menu>Plot>Elements。
第六步：定义边界条件
1．定义固定端的边界条件。选择菜单Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structural-Displacement>On Keypoints。将弹出Apply U,ROT on KPs对话框。
2．定义关键点1为固定端。在ANSYS输入窗口，输入1并回车，然后单击OK。
3．在对话框中选择“All DOF”，然后单击OK。在ANSYS图形窗口将显示边界条件。
4．在自由端施加集中力。选择菜单Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structural-Force/Moment>On Keypoints。将出现Apply F/M on KPs对话框。
5．定义关键点2为自由端。在ANSYS输入窗口，输入2并回车，然后单击OK。
6．在Direction of force/mom框中选择FY。
7．在数值处输入1并单击OK。在ANSYS图形窗口将出现集中力标志。
8．存储模型。选择菜单Utility Menu> As。选择OK，当ANSYS询问是否覆盖时，单击Yes。
9．选择菜单Main Menu>Finish。
第七步：作特征值屈曲分析
1．进入时序后处理器。选择菜单TimeHist Postpro>Define Variables。TIME变量是缺省的。选择Close。
2．设置分析选项。选择菜单Main Menu>Solution>Analysis Options。将弹出Static或Steady-State Analysis对话框。
3．生成应力-刚度矩阵，存储起来在后续的特征值屈曲分析中使用。在Stress stiffness or prestress框中，选择“Prestress ON”。
4．定义分析求解方法为sparse solver。在Equation solver框中选择Sparse solver。单击OK。
5．选择菜单Main Menu>Solution>-Solve-Current LS。浏览/STAT命令窗口中的内容，然后单击OK开始求解。
6．当“Solution is Done!”窗口出现时，单击Close关闭窗口。
7．选择菜单Main Menu>Finish。
8．选择菜单Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis。
9．选择“Eigen Buckling”选项，然后单击OK。
10．选择菜单Main Menu>Solution>Analysis Options。将弹出特征值屈曲选项对话框。选择Block Lanczos方法。在模态数目框中输入4，然后单击OK。
11．在MXPAND命令设置Element Calculation Key。选择菜单Main Menu>Solution>-Load Step Opts-ExpansionPass>Expand Modes。
12．在扩展模态对话框中，输入4作为模态数，将Calculate elem results框由No改为Yes，然后单击OK。
13．选择菜单Main Menu>Solution>-Solve-Current LS。浏览/STAT命令窗口中的内容，然后单击OK开始求解。
14．当“Solution is Done!”窗口出现时，单击Close关闭窗口。
15．选择菜单Utility Menu>PlotCtrls>Style>Size&Shape。确认在/ESHAPE旁边的radio按钮为ON，然后选择OK。
16．在ANSYS输入窗口中输入/VIEW,1,1,1,1然后按回车。
17．在ANSYS输入窗口中输入/ANG,1然后按回车。
18．显示求解结果。选择菜单Main Menu>General Postproc>List Results>Results Summary。当查看结果完毕后，单击Close关闭窗口。
19．选择菜单Main Menu>General Postproc>List Results>-Read Results->First Set。
20．绘出梁的第一个模态。选择菜单Main Menu>General Postproc>Plot Results>Deformed Shape。将弹出Plot Deformed Shape对话框。选择Def+undef edge并单击OK。
21．选择菜单Main Menu>Finish。
2006-12-1 12:56 #2
冰彬鱼
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状态离线第八步：作非线性屈曲分析求解
1．引入前面分析中得到的模型缺陷计算结果。选择菜单Main Menu>reprocessor>-Modeling-Update Geom。在Update Geometry对话框中，输入0.002作为Scaling Factor，在load step框中输入1，在Substep框中输入1，在Selection框中输入。单击OK。
2．选择菜单Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis。
3．选择“Static”选项，单击OK。
4．选择菜单Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Output Ctrls>DB/Results File，并确认选择了All Items和All entities选项，然后单击OK。
5．选择菜单Main Menu>Solution>Analysis Options。设置Large deform effects旁边的radio 按钮为ON，然后单击OK。
6．设定arc-length方法。选择菜单Main Menu>Solution>Load Step Opts>Nonlinear>Arc-Length Opts。设定Arc-length方法为ON，然后单击OK。
7．定义本载荷步中的子步数。选择菜单Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Time and Substeps。输入10000作为子步数并单击OK。
8．设置求解中断参数。选择菜单Main Menu>Solution>Nonlinear>Arc-Length Opts。选择the Lab菜单旁边的下拉式菜单的位移限制选项。在最大位移框中输入1.0。在V AL框中输入结点号为2。选择Degree of Freedom旁边的下拉菜单为UZ。单击OK。
9．求解当前模型。选择菜单Main Menu>Solution>-Solve-Current LS。浏览/STAT命令窗口中的内容，然后单击OK开始求解。同时将弹出一个非线性求解窗口。收敛图也将显示，并在几分钟内完成。
10．当“Solution is Done!”窗口出现时，单击Close关闭窗口。
11．选择菜单Main Menu>Finish。
12．重画梁网格。选择菜单Utility Menu>lot>Elements。
13．定义要从结果文件中读出的载荷点位移。选择菜单Main Menu>TimeHist Postpro>Define Variables。当出现对话框时，单击OK。
14．当弹出Add Time-History Variable窗口时，确认Nodal DOF result选项选中，然后单击OK。
15．出现Define Nodal Data 选择对话框。在图形窗口，选择结点2（梁的右端结点）并单击OK。
16．出现Define Nodal Data窗口。确认参数Ref号和结点号都设置为2。在User-specified框中输入TIPLATDI。选择UZ平移并单击OK。
17．定义从结果文件中读出的总支反力。在Define Time-History Variables窗口选择Add。
18．当Add Time-History Variable 窗口出现时，选择Reaction forces radio按钮并选择OK。
19．出现Define Nodal Data选择对话框。在ANSYS输入窗口中输入1（梁的左端结点）并选择OK。单击Close关闭对话框。
20．出现Define Reaction Force Variable 窗口。确认参数Ref号设置为3，结点号设置为1。选择Struct Force FY选项并单击OK。
21．选择菜单Main Menu>TimeHist Postpro>Math Operators>
Multiply。在Multiply Time-History Variables窗口，在结果框中输入4作为参考号，输入-1.0在1st Factor 框，在1st Variable框中输入3，单击OK。
22．显示X变量。选择菜单Main Menu>TimeHist Postpro>Settings>
Graph。在Single variable no.框输入2并单击OK。
23．绘出载荷和位移关系曲线以确定特征值法计算出的临界载荷。选择菜单Main Menu>TimeHist Postpro>Graph Variables。在1st variable to graph框中输入1。
24．列出变量随时间的变化曲线。选择菜单Main Menu>TimeHist Postpro>List Variables。在1st variable to list 框中输入2，在2nd variable 框中输入4并单击OK。
25．在PRV AR命令窗口中检验数值并比较其与特征值屈曲分析的结果。关闭PRV AR 命令窗口。
26．选择菜单Main Menu>Finish。
第九步：绘出并查看结果
1．在ANSYS工具栏，单击Quit。
2．选择一个存储选项并单击OK。
悬臂梁求解实例：命令行格式
可以用命令行格式完成同样的分析问题：
/PREP7
/GRA,POWER
GST,ON
/SHOW,BUCKLE,GRPH
K,1,0,0,0,
K,2,100.0,0,0,
K,3,50,5,0,
LSTR, 1, 2
ET,1,BEAM189
SECTYPE, 1, BEAM, RECT,
SECDATA, 0.2, 5.0
SLIST, 1, 1, ,
abaqus压杆屈曲分析
a b a q u s压杆屈曲分析 Revised by Petrel at 2021
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1-1 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,长细比取值及杆件长度见表1： 表1 50 60 80 100 120 150 180 （m） 1.92 2.30 3.07 3.84 4.60 5.76 6.90 3.模型分析
ABAQUS非线性屈曲分析的方法有riks法，generalstatics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。 4.1buckle分析 1在buckle分析中创建part模块，创建的模型为三位可变形壳体单元，截面参数见图1-1，构件长度1.92。如图4-1示 图4-1 2定义材料特性及截面属性并将其赋予单元。材料定义为弹塑性，泊松比0.3，屈服强度，弹性模量；腹板和翼缘板为壳单元，厚度分别为0.008和0,01。材料定义见图4-2
ANSYS命令流学习笔记10-利用APDL在WorkBench中进行非线性屈曲分析
!ANSYS命令流学习笔记10-利用APDL在WorkBench中进行非线性屈曲分析 !学习重点： !1、强化非线性屈曲知识 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。 !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，为位移矩阵，为载荷矩阵。 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。 !2、熟悉WB中非线性屈曲分析流程 (1) 前处理，施加单元载荷，进行预应力静力分析。 (2) 基于预应力静力分析，指定分析类型为特征值屈曲分析，完成特征值屈曲分析。 (3) 在APDL模块将一阶特征屈曲模态位移乘以适当系数，将此变形后的形状当做非线性分析的初始模型。
最新ansys屈曲分析练习模型
ansys屈曲分析练习模型： 边界条件：底端固定 几何：长为100mm，截面：10mm×10mm 惯性矩：Izz=833.333 材料性质：E=2.0e5MPa,v=0.3 分析压力的临界值 分析过程：特征值屈曲分析方法： 1、建立关键点1(0 0 0),2(0 100 0) 2、在关键点1、2之间建立直线 3、定义单元类型(Beam3) 4、定义单元常数 5、定义材料属性
6、定义网格大小，指定单元边长为10 7、划分网格 （首先此处应该做一次模态分析，有模态数据文件，后出来才可以看屈曲模态。） 8、定义分析类型（static） 9、激活预应力效应。要进行屈曲分析，必须激活预应力效应。 10、施加位移约束（关键点1固定） 11、施加集中荷载，Fy=-1N 12、求解 13、结束求解， 14、重新定义分析类型（Eigen Buckling) 15、设置屈曲分析选项，提取1阶模态（菜单路径：Solution-->Analysis Type-->Analysis options 16、求解，结束后退出
17、解的展开 1）设置expansion pass “on” 2）设置展开模态为1（Load Step Options>ExpansionsPass>Single Expand>Expand Modes 3)重新求解 18、查看结果（临界载荷和屈曲模态等） 二、非线性分析方法 前8步与上述过程相同 9、设置分析控制（主要黄色高亮部分区域需要修改） 10、施加位移约束（关键点1固定） 11、施加集中荷载，Fy=-50000N，Fx=-250N 12、求解
采用ABAQUS进行屈曲后屈曲和破坏分析
| w w w .3d s .c o m | ? D a s s a u l t S y s t èm e s | Buckling, Postbuckling, and Collapse Analysis with Abaqus | w w w .3d s .c o m | ? D a s s a u l t S y s t èm e s | Day 1 ?Lecture 1Basic Concepts and Overview ?Workshop 1Buckling and Postbuckling Analyses of a Crane Structure ?Lecture 2 Finite Element Formulation ?Lecture 3Finite Element Implementation in Abaqus ?Lecture 4Eigenvalue Buckling Analysis ?Workshop 2Eigenvalue Buckling of a Ring Subjected to External Pressure ?Workshop 3 Elastic Buckling of Ring-Supported Cylindrical Shell under Hydrostatic Pressure
| w w w .3d s .c o m | ? D a s s a u l t S y s t èm e s | Buckling, Postbuckling, and Collapse Analysis with Abaqus Day 2 ?Lecture 5 Regular and Damped Static Solution Procedures for Postbuckling Analyses ?Workshop 4Nonlinear Buckling of Ring-Supported Cylindrical Shell under Hydrostatic Pressure ?Workshop 5Static Buckling Analysis of a Circular Arch ?Lecture 6Modified Riks Static Solution Procedure for Postbuckling Analyses ?Workshop 5Static Buckling Analysis of a Circular Arch (continued)?Lecture 7Dynamic Analysis Solution Procedures for Postbuckling Analyses ?Workshop 5Static Buckling Analysis of a Circular Arch (continued)?Workshop 6Tube Crush Dynamic Analysis ?Lecture 8Putting It All Together… ?Workshop 7Capstone Workshop: Lee’s Frame Buckling Problem ?Workshop 8 Buckling and Postbuckling Analyses of a Stiffened Panel | w w w .3d s .c o m | ? D a s s a u l t S y s t èm e s | Legal Notices The Abaqus Software described in this documentation is available only under license from Dassault Systèmes and its subsidiary and may be used or reproduced only in accordance with the terms of such license. This documentation and the software described in this documentation are subject to change without prior notice. Dassault Systèmes and its subsidiaries shall not be responsible for the consequences of any errors or omissions that may appear in this documentation. No part of this documentation may be reproduced or distributed in any form without prior written permission of Dassault Systèmes or its subsidiary.? Dassault Systèmes, 2011. Printed in the United States of America Abaqus, the 3DS logo, SIMULIA and CATIA are trademarks or registered trademarks of Dassault Systèmes or its subsidiaries in the US and/or other countries. Other company, product, and service names may be trademarks or service marks of their respective owners. For additional information concerning trademarks, copyrights, and licenses, see the Legal Notices in the Abaqus 6.11 Release Notes and the notices at: https://www.360docs.net/doc/77977576.html,/products/products_legal.html.
ANSYS模态分析实例
高速旋转轮盘模态分析 在进行高速旋转机械的转子系统动力设计时，需要对转动部件进行模态分析，求解出其固有频率和相应的模态振型。通过合理的设计使其工作转速尽量远离转子系统的固有频率。而对于高速部件，工作时由于受到离心力的影响，其固有频率跟静止时相比会有一定的变化。为此，在进行模态分析时需要考虑离心力的影响。通过该实验掌握如何用ANSYS进行有预应力的结构的模态分析。 一．问题描述 本实验是对某高速旋转轮盘进行考虑离心载荷引起的预应力的模态分析，求解出该轮盘的前5阶固有频率及其对应的模态振型。轮盘截面形状如图所示，该轮盘安装在某转轴上以12000转/分的速度高速旋转。相关参数为：弹性模量EX＝2.1E5Mpa，泊松比PRXY＝0.3， 密度DENS＝7.8E-9Tn/mm 3。 1-5关键点坐标： 1(-10, 150, 0) 2(-10, 140, 0) 3(-3, 140, 0) 4(-4, 55, 0) 5(-15, 40, 0) L=10+（学号×0.1） RS=5 二．分析具体步骤 1.定义工作名、工作标题、过滤参数 ①定义工作名：Utility menu > File > Jobname ②工作标题：Utility menu > File > Change Title（个人学号） 2.选择单元类型 本实验将选用六面体结构实体单元来分析，但在建模过程中需要使用四边形平面单元，所有需要定义两种单元类型：PLANE42和SOLID45，具体操作如下： Main Menu >Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete
①“ Structural Solid”→“ Quad 4node 42” →Apply（添加PLANE42为1号单元） ②“ Structural Solid”→“ Quad 8node 45” →ok（添加六面体单元SOLID45为2号单元） 在Element Types (单元类型定义)对话框的列表框中将会列出刚定义的两种单元类型：PLANE42、SOLID45，关闭Element Types (单元类型定义)对话框，完成单元类型的定义。 3.设置材料属性 由于要进行的是考虑离心力引起的预应力作用下的轮盘的模态分析，材料的弹性模量EX 和密度DENS必须定义。 ①定义材料的弹性模量EX Main Menu >Preprocessor > Material Props > Material Models> Structural > Linear > Elastic >Isotropic 弹性模量EX＝2.1E5 泊松比PRXY＝0.3 ②定义材料的密度DENS Main Menu >Preprocessor > Material Props > Material Models>density DENS =7.8E-9 4.实体建模 对于本实例的有限元模型，首先需要建立轮盘的截面几何模型，然后对其进行网格划分，最后通过截面的有限元网格扫描出整个轮盘的有限元模型。具体的操作过程如下。 ①创建关键点操作：Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Keypoints > In Active CS 列出各点坐标值Utility menu >List > Keypoints >Coordinate only
本人学习abaqus五年的经验总结 让你比做例子快十倍
第二章 ABAQUS 基本使用方法 [2](pp15)快捷键：Ctrl+Alt+左键来缩放模型；Ctrl+Alt+中键来平移模型；Ctrl+Alt+右键来旋转模型。 ②(pp16)ABAQUS/CAE 不会自动保存模型数据，用户应当每隔一段时间自己保存模型以避免意外 丢失。 [3](pp17)平面应力问题的截面属性类型是Solid（实心体）而不是Shell（壳）。ABAQUS/CAE 推荐的建模方法是把整个数值模型（如材料、边界条件、载荷等）都直接定义在几 何模型上。 载荷类型Pressure 的含义是单位面积上的力，正值表示压力，负值表示拉力。 [4](pp22)对于应力集中问题，使用二次单元可以提高应力结果的精度。 [5](pp23)Dismiss 和Cancel 按钮的作用都是关闭当前对话框，其区别在于：前者出现在包含只读数 据的对话框中；后者出现在允许作出修改的对话框中，点击Cancel 按钮可关闭对话框，而不保存 所修改的内容。 [6](pp26)每个模型中只能有一个装配件，它是由一个或多个实体组成的，所谓的“实体”（instance） 是部件（part）在装配件中的一种映射，一个部件可以对应多个实体。材料和截面属性定义在部件 上，相互作用（interaction）、边界条件、载荷等定义在实体上，网格可以定义在部件上或实体上， 对求解过程和输出结果的控制参数定义在整个模型上。 [7](pp26) ABAQUS/CAE 中的部件有两种：几何部件（native part）和网格部件（orphan mesh part）。 创建几何部件有两种方法：（1）使用Part 功能模块中的拉伸、旋转、扫掠、倒角和放样等特征来直 接创建几何部件。（2）导入已有的CAD 模型文件，方法是：点击主菜单 File→Import→Part。网 格部件不包含特征，只包含节点、单元、 面、集合的信息。创建网格部件有三种方法：（1）导入 ODB 文件中的网格。（2）导入INP 文件中的网格。（3）把几何部件转化为网格部件，方法是：进 入Mesh 功能模块，点击主菜单Mesh→Create Mesh Part。 [8](pp31)初始分析步只有一个，名称是initial，它不能被编辑、重命名、替换、复制或删除。在初 始分析步之后，需要创建一个或多个后续分析步，主要有两大类：（1）通用分析步（general analysis step）可以用于线性或非线性分析。常用的通用分析步包含以下类型：—Static, General: ABAQUS/Standard 静力分析 —Dynamics, Implicit: ABAQUS/Standard 隐式动力分析 —Dynamics, Explicit: ABAQUS/ Explicit 显式动态分析
abaqus压杆屈曲分析78112
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 2 压杆截面尺寸（单位：m） 图1-1 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1 3.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。 4.1 buckle分析 1 在buckle分析中创建part模块，创建的模型为三位可变形壳体单元，截面参数见图1-1，构件长度1.92。如图4-1示
ansys屈曲分析
ansys做屈曲分析的全部过程及示例 (2011-08-10 21:47:07) 转载▼ 标签： 杂谈 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
ansys桁架屈曲分析实例
一、桁架结构屈曲分析实例 命令流 ！步骤一前处理 /TITLE,buckling of a frame /PREP7 ET,1,BEAM4 R,1,2.83e-5,2.89e-10,2.89e-10,0.01,0.01, , RMORE, , , , , , , MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,,1.5e11 MPDATA,PRXY,1,,0.35 RPR4,3,0,0,86.6025e-3, VOFFST,1,1, , /VIEW,1,1,1,1 /ANG,1 /REP,FAST VDELE, 1 FLST,2,5,5,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,-5 ADELE,P51X LPLOT FLST,5,3,4,ORDE,2 FITEM,5,7 FITEM,5,-9 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,,_Y LESIZE,_Y1, , ,20, , , , ,0 FLST,5,6,4,ORDE,2 FITEM,5,1 FITEM,5,-6 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,,_Y LESIZE,_Y1, , ,3, , , , ,0 FLST,3,6,4,ORDE,2 FITEM,3,4 FITEM,3,-9
LGEN,15,P51X, , , , ,1, ,0 /PLOPTS,INFO,3 /PLOPTS,LEG1,1 /PLOPTS,LEG2,1 /PLOPTS,LEG3,1 /PLOPTS,FRAME,1 /PLOPTS,TITLE,1 /PLOPTS,MINM,1 /PLOPTS,FILE,0 /PLOPTS,LOGO,1 /PLOPTS,WINS,1 /PLOPTS,WP,0 /PLOPTS,DATE,2 /TRIAD,LTOP /REPLOT NUMMRG,KP, , , ,LOW NUMCMP,KP NUMCMP,LINE FLST,2,93,4,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,-93 LMESH,P51X FINISH ！步骤二获得静力解/SOL ANTYPE,0 NLGEOM,0 NROPT,AUTO, , LUMPM,0 EQSLV, , ,0, PRECISION,0 MSAVE,0 PIVCHECK,1 PSTRES,ON TOFFST,0, /PNUM,KP,0 /PNUM,LINE,0 /PNUM,AREA,0 /PNUM,VOLU,0 /PNUM,NODE,1 /PNUM,TABN,0 /PNUM,SVAL,0 /NUMBER,0 /PNUM,ELEM,0
abaqus压杆屈曲分析63758
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? 压杆截面尺寸（单位：m）
图1-1 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1 λ50 60 80 100 120 150 180 ι（m） 1.92 2.30 3.07 3.84 4.60 5.76 6.90 3.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
ANSYS命令流学习笔记8-特征值屈曲分析
!ANSYS命令流学习笔记8 -特征值屈曲分析 --案例来自于公众号：ansys学习与应用!学习重点： !1、熟悉beam单元的建模 !2、何为特征值屈曲分析Eigen Buckling 增加轴向载荷(F)时, 一个理想化的端部固定的柱体将呈现下述行为。 分叉点是载荷历程中的一点,，在理想化情况下, 临界载荷(Fcr)作用时, 柱体可向左或向右屈曲。当F < Fcr时, 柱体处于稳定平衡状态，若引入一个小的侧向扰动力，然后卸载, 柱体将返回到它的初始位置。当F > Fcr时, 柱体处于不稳定平衡状态, 任何扰动力将引起坍塌。当F = Fcr时, 柱体处于中性平衡状态，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。 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。 !3、特征值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=1。临界载荷为44.342。 F cr=π2EI 2 !有限元方法， 结构弹性矩阵为K e，在屈曲载荷P0作用下，产生位移{U0}，预应力{σ0} P0=K e{U0} 结构同时由于预应力{σ}发生刚度变化，此时刚度矩阵为K e(σ)，增量平衡方程为： ΔP=(K e+K eσ){ΔU} 线性条件下，屈曲行为是外载荷的线性函数则有 K eσ=λK eσ0；P=λP0；σ=λ{σ0} 增量平衡方程又表示为： ΔP=(K e+λK eσ0){ΔU} 临界载荷时达到不稳定状态，即使ΔP≈0，{ΔU}仍有数值，此时必须有： det K e+λK eσ0=0
Ansys12.0 Mechanical教程-6线性屈曲分析
Workbench -Mechanical Introduction Introduction 第七章 线性屈曲分析
简介 Training Manual ?本章将介绍线性屈曲分析。 ?内容: A.屈曲的背景知识 B B.屈曲分析步骤 C.Workshop 7-1 ?本章所述的功能，一般可用于ANSYS DesignSpace Entra及以上版本的许可。 –本章讨论的某些选项可能需要更高级的许可，但这些都指出相应的许可。
A. 屈曲的背景知识 Training Manual ?需要评价许多结构的稳定性。在薄柱，压缩部件，和真空罐的例子中，稳定性是重要的。 ?失稳（屈曲）的结构，负载基本上没有变化（超出一个小负载扰动）会有失稳曲的结构负载基本上有变化超出个小负载扰动会有一个非常大的变化位移{Δx} 。 F F 稳定的不稳定的
…屈曲的背景知识 Training Manual ?特征值或线性屈曲分析预测理想线弹性结构的理论屈曲强度。 ?此方法相当于教科书上线弹性屈曲分析的方法。 此方法相当于教科书上线弹性屈曲分析的方法 –用欧拉行列式求解特征值屈曲会与经典的欧拉解一致。 缺陷和非线性行为使现实结构无法与它们的理论弹性屈曲强度一致线性?缺陷和非线性行为使现实结构无法与它们的理论弹性屈曲强度致。线性屈曲一般会得出不保守的结果。 ?线性屈曲无法解释的问题 –非弹性的材料响应。 –非线性作用。 –不属于建模的结构缺陷（凹陷等）。
…屈曲的背景知识 Training Manual ?尽管不保守，线性屈曲有多种优点： –它比非线性屈曲计算省时,并且可以作第一步计算来评估临界载荷(屈曲开始时的载荷). ?在屈曲分析中做一些对比可以体现二者的明显不同 具 –线性屈曲分析可以用来作为确定屈曲形状的设计工具. ?结构屈曲的方式可以为设计提供向导
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]+λ[K S△σ]+K G(△u?)}△u?=0 该方程对应的特征值问题为 det{[K E]+λ[K 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]+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，(△u?)为结构失稳形态的特征向量。
ANSYS屈曲分析总结
《ANSYS屈曲分析总结》 很多现有的ANSYS资料都对特征值屈曲分析进行了较为详细的解释，特征值屈曲分析属于线性分析，它对结构临界失稳力的预测往往要高于结构实际的临界失稳力，因此在实际的工程结构分析时一般不用特征值屈曲分析。但特征值屈曲分析作为非线性屈曲分析的初步评估作用是非常有用的。 1. 非线性屈曲分析的第一步最好进行特征值屈曲分析，特征值屈曲分析能够预测临界失稳力的大致所在，因此在做非线性屈曲分析时所加力的大小便有了依据。 特征值屈曲分析想必大家都熟练的不行了，所以小弟不再罗嗦。小弟只说明一点，特征值屈曲分析所预测的结果我们只取最小的第一阶，所以你所得出的特征值临界失稳力的大小应为F＝实际施加力*第一价频率。 2. 由于非线性屈曲分析要求结构是不“完善”的，比如一个细长杆，一端固定，一端施加轴向压力。若次细长杆在初始时没有发生轻微的侧向弯曲，或者侧向施加一微小力使其发生轻微的侧向挠动。那么非线性屈曲分析是没有办法完成的，为了使结构变得不完善，你可以在侧向施加一微小力。 这里由于前面做了特征值屈曲分析，所以你可以取第一阶振型的变形结果，并作一下变形缩放，不使初始变形过于严重，这步可以在Main Menu> Preprocessor> Modeling> Update Geom 中完成。 3. 上步完成后，加载计算所得的临界失稳力，打开大变形选项开关，采用弧长法计算，设置好子步数，计算。 4. 后处理，主要是看节点位移和节点反作用力（力矩）的
变化关系，找出节点位移突变时反作用力的大小，然后进行必要的分析处理。 特载值分析得到的是第一类稳定问题的解，只能得到屈曲荷载和相应的失稳模态，它的优点就是分析简单，计算速度快。事实上在实际工程中应用还是比较多的，比如分析大型结果的温度荷载，而且钢结构设计手册中的很多结果都是基于特征值分析的结果，例如钢梁稳定计算的稳定系数，框架柱的计算长度等。它的缺点主要是：不能得到屈曲后路径，不能思忖初始缺陷如初始的变形和应力状态，不能思忖材料的非线性。 非线性分析比较好的是能够得到结构和构件的屈曲后特性，可以思忖初始缺陷还有材料的非线性包括边界的非线性性能。但是在分析的时候最好是在线性特征值的基础上，因为这种方法的结果依赖所加的初始缺陷，如果所加的几何缺陷不是最低阶，可能得到高阶的失稳模态。 第一类稳定问题:是指完善结构的分支点屈曲和极值点屈曲。 第二类稳定问题：有初始缺陷的发生极值点屈曲 屈曲又称失稳，是指结构和构件保持原有构形的能力，可分为分支点失稳和极值点失稳，前者是没有缺陷的情况下发生的，后者是实际有缺陷情况下发生的，求屈曲关键是想求其失稳荷载及模态。数学公式能表达的屈曲很有限，典型的是轴心受压杆件的欧拉临界荷载公式Pcr=π2EI/l2 问题一 在思忖恒载和活载时的屈曲分析中（一圆弧拱，跨中受一竖向单位集中力）
ANSYS模态分析报告实例和详细过程
均匀直杆的子空间法模态分析 1.模态分析的定义及其应用 模态分析用于确定设计结构或机器部件的振动特性(固有频率和振型)，即结构的固有频率和振型，它们是承受动态载荷结构设计中的重要参数。同时，也可以作为其它动力学分析问题的起点，例如瞬态动力学分析、谐响应分析和谱分析，其中模态分析也是进行谱分析或模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析所必需的前期分析过程。 ANSYS的模态分析可以对有预应力的结构进行模态分析和循环对称结构模态分析。前者有旋转的涡轮叶片等的模态分析，后者则允许在建立一部分循环对称结构的模型来完成对整个结构的模态分析。 ANSYS提供的模态提取方法有:子空间法(subspace)、分块法(block lancets),缩减法(reduced/householder)、动态提取法(power dynamics)、非对称法(unsymmetric),阻尼法(damped), QR阻尼法(QR damped)等，大多数分析都可使用子空间法、分块法、缩减法。 ANSYS的模态分析是线形分析，任何非线性特性，例如塑性、接触单元等，即使被定义了也将被忽略。 2.模态分析操作过程 一个典型的模态分析过程主要包括建模、模态求解、扩展模态以及观察结果四个步骤。 (1).建模 模态分析的建模过程与其他分析类型的建模过程是类似的，主要包括定义单元类型、单元实常数、材料性质、建立几何模型以及划分有限元网格等基本步骤。 (2).施加载荷和求解 包括指定分析类型、指定分析选项、施加约束、设置载荷选项，并进行固有频率的求解等。 指定分析类型，Main Menu- Solution-Analysis Type-New Analysis,选择Modal。 指定分析选项，Main Menu-Solution-Analysis Type-Analysis Options，选择MODOPT(模态提取方法〕，设置模态提取数量MXPAND. 定义主自由度，仅缩减法使用。 施加约束，Main Menu-Solution-Define Loads-Apply-Structural-Displacement。 求解，Main Menu-Solution-Solve-Current LS。 (3).扩展模态 如果要在POSTI中观察结果，必须先扩展模态，即将振型写入结果文件。过程包括重新进入求解器、激话扩展处理及其选项、指定载荷步选项、扩展处理等。 激活扩展处理及其选项，Main Menu-Solution-Load Step Opts-Expansionpass-Single Expand-Expand modes。 指定载荷步选项。 扩展处理，Main Menu-solution-Solve-Current LS。 注意:扩展模态可以如前述办法单独进行，也可以在施加载荷和求解阶段同时进行。本例即采用了后面的方法 (4).查看结果 模态分析的结果包括结构的频率、振型、相对应力和力等
ABAQUS非线性屈曲分析步骤
ABAQUS6.7非线性屈曲分析步骤 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
ANSYS结构稳定性分析
第三章几何非线性与屈曲分析 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Main Menu>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 0 ) 。对于响应的小应变区，真实应变和工程应变基本上是一致的）。要从小工程应变转换成对数应变，使用ε Ln=Ln(l+ε eng )。要从工程应力转换成真实应力，使用σ true=σ eng(1+ε eng ) （这种应力转化仅对不可压缩塑性应力─应变数据是有