含初始缺陷的加强复合材料圆柱壳的非线性屈曲分析
添加初始缺陷的方法
/p-322567403.htmlno.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），且需要在关键字编辑中，作如下修改*node file,global=yesu,*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，需在所得到的关键字文件中，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(特征值分析步名), 1（模态），2e-3（模态的比例因子，此值一般取杆件的1%，壳体厚度1%）此修改一般加在boundary之后step之前。
IMPERFECTION, file=qq, step=11,3,3,3,3,3,3.释放弯矩*RELEASEbeam_release,S1,M1,M2,M3beam_release,S2,M1,M2beam_release,S3,M1,M2.M3beam_release,S4,M1,M2ABAQUS 非线性屈曲分析步骤________________________________来自YANG的博客2011-04-18 22:02:31|分类：默认分类|举报|字号订阅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。
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。
含有初始挠度的加筋板结构非线性动力屈曲数值分析
加 强筋 与板 在接 触 线处 假 定 采 用 刚性 连 接 ， 由
于板 与加强 筋之 问变 形协 调 ， 向第 Ｋ根 筋上 的 中 方 面应 变 可 表示 为 ：
８Ｋ ＝ｓ 一 — — ＝ — 一ｅ — — 一 ＿
：
０
建嫠
图 １ 加 筋 板 受 面 内 荷 载 的 模 型
ｌ ｗ ， ｉ ｈ ａ ｅ ｏ ｒ ａ ｒ ｃ ｉａ ａｕ ｏ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆｓｉｆｎ ｄ ｐ ａｅ ｏ ｗｈ ｃ ｒ ｆｇ ｅ ｔｐ ａ ｔ ｌｖ ｌ ｅ ｔ ｈ ｅ ｉｎ ｏ ｔｆｅ ｅ ｌｔ ． ｃ
Ｋｅ ｏ ｄｓ：ｔ ｆ ｎ ｄ ｐ ａｅ ；ｈ ｍｐ ｃ ｏ ｄ； ｙＷ ｒ ｓｉ ｅ ｅ ｌｔ ｓ ｔ ｅ ｉ ａ ｔｌａ ＡＮＳ ／Ｌ ＤＹＮＡ；ｎ ｔ ｌｄｅ ｅ ｔ ｎ ｄ ｎ ｍｉ ｃ ｌｎ ｆ ＹＳ Ｓ— ｉ ｉｉ ｆ ｃ ｉ ｓ； ｙ ａ ｃ ｂｕ ｋ ｉ ｇ ａ ｌ ｏ
力屈 曲行为有显著 的不同 ； 加筋板 的动力屈 曲对初 始挠度 幅值非 常敏感 ， 而加 强筋参数 对加筋板 结构动 力屈 曲的
影 响有规律可循 。
关键词 ： 加筋 板 ； 冲击荷载 ； Ｎ Ｙ ／ ＳＤ Ｎ 初始挠度 ； Ａ Ｓ Ｓ Ｌ — Ｙ Ａ； 动力屈 曲
中图分类号 ：Ｂ３ Ｔ ３ 文 献 标 志 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０６— ４ ６ ２ １ ）３— ２ ３— ５ １０ ０ ５ （０ ２ ０ ０ ４ ０
含 有 初 始 挠 度 的 加 筋 板 结 构 非 线 性 动 力 屈 曲数 值 分 析
侯瑾 ， 良贵 龚
（ 南昌大学 建筑工程 学院 ， 江西 南昌 ３０ ３ ） ３０ １
摘要： 基于含有初始挠度 的四边 简支加筋板模 型， 数值 模拟其 受面 内冲击荷 载作用 的动力屈 曲行为 。提取 不 同初始挠度 幅值 、 加强筋体积 比、 加强筋截面宽高 比以及 分布形 式下 的动力响应 时间历 程结果 ， 绘制 出基于 Ｂ—Ｒ 准则 的 Ｐ—Ｙ曲线 ， 讨论各种参数对加筋板 整体 结构抗屈 曲能力的影 响。分 析表 明 ： 同的荷载参 数 ， 筋板 的动 不 加
考虑初始缺陷的结构非线性屈曲分析与应用
考虑 初 始 缺 陷 的结 构 非 线 性屈 曲分 析 与应 用
初 艳玲
（ 国船 级 社 上 海规 范研 究 所 ，上 海 ２ ０ ３ 中 ０ １５）
摘
要
在船舶 结构领域 ，考虑初始缺 陷的非线性 结构分 析 已越来越 受到重视，并逐 渐引向工程 实际应用 。在
国际船级社协会 的共同结构 规范 （Ａ ＳＣ Ｒ） Ｉ Ｃ ．Ｓ 和国际海事组织的 目 标型标准 （ＭＯＧ Ｓ 的有关技术 文件 Ｉ ．Ｂ ）
自由移动 ，但 应保 持为直 线 。如果板 格在 面 内没有邻 近 结构 ，如水平桁 材腹 板或 双层底 纵桁 腹板 ，则 应 认为其 边缘 是完 全 自由的 。
（ ） 应使得所有边上的点保持在相对应的直线上，这代表着大的结构中相邻板格的支撑。 ３
（ ） 能够 保证 变形 后相对 两边 相互平 行 。 ４ （ ） 加 强筋对 板 的转 动约 束应通 过对 板和 加强 筋相互 作用 的直接 分析 予 以计入 。通常情 况下 ， ５
关 键 词 ：非线性分析；屈 曲；特征模态；初始缺陷
中 图 分 类 号 ：Ｕ ６ ． ６１ ４
文献标识 码 ：Ａ
０ 引 言
在 船舶 结构领 域 ，考虑 初 始缺 陷 因素 的结构 非线性 分 析越来 越 受到业 界 重视 ，该项 技术 在不 断发
展成熟，并逐渐引向了工程实际应用。在国际船级社协会的共同结构规范 （ Ｃ — Ｓ ）和国际海事组 Ｉ Ｓ Ｒ Ａ Ｃ
１ 基 本 定义
１１ 结构 基本 特征 及其相 关能 力特性 ．
本 文 选 用 的结 构 部 件 来源 于 国际 船级 社 协 会 双 壳 油船 共 同结 构规 范 附录 Ｄ 技术 背 景 文 件 ， 一 ¨ 该 文件 中的 参考 高 级 屈 曲程 序 测 试 工 况 中给 出 了 ４个 具有 不 同加 强筋 剖 面 形 状 的加 筋 板 格 。结构基 本特 征及其相 关承 载 能力特性 如表 ｌ 和表 ２所 示 。
轴向冲击下环向加筋复合材料圆柱壳的非线性动力响应
船舶工程结构中。加筋复合材料 圆柱壳是一种十分常 见 的结 构形 式 。因此研 究 加 筋 复合 材 料 圆柱 壳 的力 学 行为， 尤其是加筋 结构在动载荷作用下 的非线性 响应 就具 有更 重要 的工 程意义 。 关 于加筋 复合 材料结 构 ， ．Ｗ． ｉ 】 Ｙ Ｋｍ－利用 能量法 计算 了环向加筋复合材料圆柱壳的振 动频率以及在阶 跃 冲击作用下层合壳的动态 响应。并讨论 了加筋结构 的离心率 ， 目， 数 尺寸 以及位 置分布对层合壳的影响 ， 所得 到的结 果 与 有 限元 结 果 相 比相 符 。Ｇ ｉ ａ２利 ．Ｓ ｈ － ｎ 用有限元方法计算了有肋骨加强的复合材料板壳结构 的动态响应。使用高精度任意形状 的三角形单元作为 壳体单元 。万志敏等 应用 Ｌｖ ｏｅ的壳体理论得 到非 轴对称变形的复合 材料圆柱壳 的控制 方程 ， 并在对层 合 壳在轴 向冲击载 荷下 的动 态稳 定 性研 究 考 虑 了几 何 非线性 。唐文勇等 基于修正的一 阶剪切变形理论 ， 利用 Ｈ ｍｌｎ原理导 出包 含横 向剪 切 变 形 和转 动惯 量 ａ ｉｏ ｔ 的复 合材 料 场 圆 柱 曲板 的 非 线 性 动 力 方 程 ， 用 Ｒ 并 ． Ｋ ｔ 方法数值求解 ， ｕａ ｔ 讨论 了载荷形式、 几何非线性 、 横 向剪切变形以及铺层方式等 因素对动力响应 的影响 。 张振华 ， 锡 等利用有限元数值模拟 了爆炸冲击 波 朱 作 用下 自由环 肋 圆柱 壳 的非 线 性 动 态 响应 ， 虑 了 几 考 何非线性 以及结 构的初始缺 陷的影响 ， 并和实验结果 吻合 较好 。Ｎ ｓ ｒ ’ ｏｉ ‘ 修正 了 Ｒ ｄｙ型一 阶及三 阶理 论 ｅ。 ｅｄ 中的非线 性 动力方 程 ， 用修 正 后 的理 论 ， 述 了层 合 板 描 的内部及 边 界 区域 问题 ， 高 了 分析 结 果精 度 ， 论 了 提 讨 非线性 、 剪切变形 、 转动惯量影响。 本 文将 环 向加筋 复合 材料 圆柱 壳 离散 成 圆柱壳 和 加筋肋骨组成 ， 两者在接触处刚性连接的壳体 一 肋骨 系统 ， 考虑了壳体剪切变形、 转动惯量 以及 加筋肋骨 的
屈曲分析
屈曲（失稳）征值屈曲分析与非线性屈曲分析：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。
以下是我经过多次计算得出的一些分析经验，欢迎批评。
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。
屈曲的特征理解：当结构轴向（梁，板，壳）承受压缩载荷作用时，若压缩载荷在临界载荷以内，给结构一个横向干扰，结构就会发生挠曲，但当这个横向载荷消除时，结构还会恢复到原有的平衡状态，此时杆的直的形式的弹性平衡是稳定的。
EN 1993-1-6标准中的壳体失稳设计方法简述
EN 1993-1-6标准中的壳体失稳设计方法简述郑浣琪;陈冰冰;梁力锦;高增梁【摘要】The development of computer numerical analyses make it possible to use complex theories in design approaches .Numerical analyses are begin to introduced in many standards .Compared with other standards ,EN 1993-1-6 ( 2007 )“Strength and Stability of Shell Structure” gives more clear rules for numerical analyses in design .For shell buckling , EN 1993 -1 -6 provide three potential approaches:Hand calculation,Simple computer analyses (LBA-MNA) and Full computer analyses (GMNIA).To study the feasibility of the design approaches defined in EN 1993-1-6 ,this paper outlines the three ap-proaches ,and with the results of 10 realcases ,to compared with GB 150 ,ASMEⅧ-2 and EN 13445 .It is illustrated that EN 1993-1-6 has advantages over GB 150 ,and is equal to ASME Ⅷ-2 ,EN 13445 . The results also demonstrate EN 1993-1-6 is more economic than GB 150 , its design approaches are advanced .%数值模拟计算能力和水平的提高为外压壳体失稳复杂理论应用到实际设计方法中提供了可能，应用数值模拟进行设计逐步在标准中引用并不断完善。
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(特征值分析步名),1（模态），2e-3（模态的比例因子，此值一般取杆件的1%，壳体厚度1%）此修改一般加在boundary之后step之前。
Re:新手请教非线性屈曲中如何加初始扰动？6.2.4 Unstable collapse and postbuckling analysisRik法用于跳越失稳问题的研究，也可以用于分支屈曲的后屈曲研究。
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含初始缺陷的加强复合材料圆柱壳的非线性屈曲分析
针对含初始缺陷的加强复合材料圆柱壳，近年来在断裂力学和失效分析中受到越来越多的关注。
然而，由于其复杂的材料结构，以及其自身的复杂应力计算，其力学行为仍然是一个令人挑战的工程问题。
本文以“含初始缺陷的加强复合材料圆柱壳的非线性屈曲分析”为标题，研究了含初始缺陷的加强复合材料圆柱壳的强度和变形能力，以及破坏机理和破坏模式，并建立了一个三维非线性有限元模型。
首先，本文通过理论分析，研究了缺陷对加强复合材料圆柱壳的强度和变形能力的影响，并给出了各种缺陷的估算公式。
然后，基于多孔介质理论，将加强复合材料圆柱壳中的弹性和非线性行为相融合，建立了一个基于三维的非线性有限元模型，用以模拟圆柱壳的屈曲破坏。
为了验证上述模型的可靠性，本文对不同类型的缺陷以及不同的圆柱壳尺寸，都进行了试验和数值分析，结果表明，缺陷类型和尺寸对圆柱壳的强度和变形能力均有显著影响，而且模型对不同尺寸、不同类型的缺陷变形能力也能比较准确地预测，从而证实了有限元模型的可靠性。
最后，本文探讨了缺陷圆柱壳的破坏机理，并给出了破坏模式的表达式，以更好地描述含初始缺陷的加强复合材料圆柱壳的力学行为。
总之，本文研究了含初始缺陷的加强复合材料圆柱壳的强度和变形能力，以及其破坏机理和破坏模式，并建立了一个三维非线性有限元模型，用以更准确地描述圆柱壳的屈曲力学行为。
未来的研究应该集中在更深入地了解圆柱壳缺陷对其力学性能的影响，以及提高有限
元模型的准确性，以更加全面地研究加强复合材料的力学行为。