ANSYS与ABAQUS稳定性研究比较

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几款常用有限元软件的比较

几款常用有限元软件的比较

[转载]几款常用有限元软件的比较经常有朋友问到常用几款有限元软件的优劣问题,笔者也很关注,也用过一些常用软件,下面首先转发网上一些朋友对于常用有限元软件的评价,最后表明自己的观点。

下面是网上一些朋友的评价。

-----------------------------------------------------------------------------------------------目前流行的CAE分析软件主要有NASTRAN、ADINA 、ANSYS、ABAQUS、MARC、MAGSOFT、COSMOS等。

以下为对这些常用的软件进行的比较和评价:LSTC公司的LS-DYNA系列软件。

LSDYNA长于冲击、接触等非线性动力分析。

LS-DYNA是一个通用显式非线性动力分析有限元程序,最初是1976年在美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室由J.O.Hallquist主持开发完成的,主要目的是为核武器的弹头设计提供分析工具,后经多次扩充和改进,计算功能更为强大。

虽然该软件声称可以求解各种三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成型等接触非线性、冲击载荷非线性和材料非线性问题,但实际上它在爆炸冲击方面,功能相对较弱,其欧拉混合单元中目前最多只能容许三种物质,边界处理很粗糙,在拉格朗日——欧拉结合方面不如DYTRAN灵活。

MSC.software公司的DYTRAN软件在同类软件中,DYTRAN在高度非线性、流固耦合方面有独特之处。

MSC.DYTRAN程序是在LS-DYNA3D的框架下,在程序中增加荷兰PISCES;INTERNATIONAL公司开发的PICSES的高级流体动力学和流体结构相互作用功能,还在PISCES的欧拉模式算法基础上,开发了物质流动算法和流固耦合算法发展而来的。

但是,由于MSC.DYTRAN是一个混合物,在继承了LS-DYNA3D与PISCES优点的同时,也继承了其不足。

首先,材料模型不丰富,对于岩土类处理尤其差,虽然提供了用户材料模型接口,但由于程序本身的缺陷,难于将反映材料特性的模型加上去;其次,没有二维计算功能,轴对称问题也只能按三维问题处理,使计算量大幅度增加;在处理冲击问题的接触算法上远不如当前版的LS-DYNA3D全面。

AnsysNastranAbaqus

AnsysNastranAbaqus

AnsysNastranAbaqus Static分析结果⽐较
1. FastModel⾥导⼊⼀个长⽅体
2. 设置边界:长⽅体两端随机设置四点为固定约束,⼀端两点设置为集中⼒荷载X=5, Y=3,如图:
3. 材料库⾥选择⼀种材料
4. Element 属性设置为3D solid。

5. Mesh 属性设置为1阶,Tet 四⾯体Mesh
6. 将有限元模型分别导出为 Ansys,Nastran,Abaqus 格式,并进⾏求解
7. 查看计算结果:
1. Vonmises stress
1.1 Abaqus Stress结果
1.2. Ansys Stress结果
1.3. Nastran Stress结果
2. 位移结果
2.1. Abaqus 位移结果
2.2. Ansys 位移结果
2.3. Nastran位移结果
对于简单的模型,static分析,三软件计算结果完全相同,后续将陆续测试在FastModel中建⽴复杂有限元模型,利⽤ Mesh模块的Size function,测试⽹格质量对结果的影响,以及Ansys/Nastran/Abaqus/Comsol/Radioss 在buckling,
modal,Nonlinear,Thermal 分析的精度⽐较。

有兴趣的朋友可以提供复杂的CAD模型和仿真需求,共同研究。

ANSYS与ABAQUS软件介绍及对比

ANSYS与ABAQUS软件介绍及对比

ANSYS与ABAQUS软件介绍及对比1.功能和应用领域:ANSYS是一款强大的通用有限元分析软件,包括结构、热力学、流体力学等多个领域,能够模拟各种复杂的物理现象。

它具有灵活的建模能力,可以进行静力学、热分析、模态分析、优化等多种分析,并且易于与其他软件集成。

ANSYS在航空航天、能源、汽车、电子等众多领域具有广泛的应用。

ABAQUS是由达索系统公司开发的有限元分析软件,主要用于结构和材料领域的分析。

它提供了丰富的分析类型,包括静力学、动力学、热分析、流体-结构耦合等。

ABAQUS具有强大的非线性分析能力,适用于复杂的材料行为和结构变形的仿真。

它在航空航天、汽车、能源等领域得到了广泛应用。

2.用户界面和建模:ANSYS提供了直观友好的用户界面,可以通过命令行或图形界面进行交互。

它具有丰富的建模和网格划分工具,能够快速创建几何模型并生成高质量的网格。

ANSYS还提供了强大的后处理工具,可以对计算结果进行可视化和分析。

ABAQUS的用户界面相对较为复杂,需要通过命令行或者Python脚本进行操作。

它的建模功能相对较少,对于复杂的几何模型需要使用其他软件进行前处理。

ABAQUS的后处理能力强大,可以进行详细的结果分析和可视化。

3.材料模型和求解算法:ANSYS提供了丰富的材料模型,包括线性弹性、非线性弹性、塑性、损伤等多种模型。

它使用有限元方法进行求解,可以选择不同的求解算法和求解器,如直接法、迭代法等。

ANSYS的求解速度较快,特别适用于大规模模型和复杂加载条件。

ABAQUS同样提供了多种材料模型,包括线性和非线性模型。

它使用显式和隐式求解算法,具有较好的稳定性和精度。

ABAQUS在非线性分析和大变形问题上有较好的表现,但对于大规模模型的求解速度相对较慢。

4.支持和学习资源:ANSYS和ABAQUS都拥有庞大的用户群体和丰富的学习资源。

两者均提供了官方文档、教程、培训等支持服务,用户可以从官方网站获取相关资料。

浅谈ABAQUS MARC Adina和ANSYS

浅谈ABAQUS MARC Adina和ANSYS

浅谈ABAQUS、MARC、Adina和ANSYS作者:ChinaMaker这里我整理了一下以前我在其它讨论区的发的帖子和本次对CAE软件用户多少的原因浅析,供Abaqus和CAE同仁做“信息参考”,或发挥各自的评论,下面仅是我个人的观点,不偏见任何软件。

1. 市面上最多用户CAE软件---可能是ANSYS有关市面上各种CAE软件用户究竟有多少? 很难评估,但可以肯定不管什么用户(合法或非法用户),我个人统计、调研(包括网上论坛、文章发表等)可以肯定ANSYS软件的用户最多。

其主要原因是: 1. ANSYS软件自带的前后处理功能较强; 2. Ansys有教育版<=2000节点(流体)和<=1000节点(固体)、大学版(节点1600和3200)以及商用版(无限制);3. Ansys软件涉及的面较广(应力场、温度场、流场和电磁场、优化设计、拓扑优化设计、随机有限元等)。

Ansys软件的高校教育计划做的比较早、比较好。

2. ABAQUS用户较少的原因ABAQUS软件进入中国,在我的记忆中,也大约在90年代左右,它本身没有前后处理,国内其前后处理主要借助于Patran软件,这也是发展其用户致命的弱点,到90年代中后期,才开始其前后处理软件的开发,也就是现在的ABAQUS-CAE/Viewer,但是有某些原来的参数引入不进其CAE中,些参数主要是涉及到岩土工程中的某些参数,ABAQUS5.8.14的命令行可以全部引入,但其CAE中不行,后来我一直跟踪ABQUS6.0~6.3.3某些参数还是没有解决,只有回归老版本。

但对于机械行业、板筋成形方面一点没有问题。

Abaqus在北美的石油行业的研究院所和石油专业的院下均有,他们主要是“租”软件,而不是“买断”软件,只要每年交租金,那么均可以免费升级。

而我国主要是“买断”某一版本,要升级就在交升级费。

本身ABAQUS软件的开发一开始就是基于高度非线性问题,其理论性较强,专业性较强,要求用户背景知识的起点较高,加上“以前”又没有自己的前后处理功能,其微机版的问世也比其它软件晚,有没有高校培养计划……因此,导致其用户较少。

mscpatran nastran,ansys,abaqus三者的比较

mscpatran nastran,ansys,abaqus三者的比较

msc/patran+nastran, ansys, abaqus 三者的比较1俺最喜欢的是msc/patran+nastran,因为当年国内飞机公司最先引进的就是nastran,其菜单式的操作,比用手写有限元程序,爽多了!!特别是建立飞机这类巨大型结构,可以说,只有patran的建模最强!!(有人在仿真说abaqus 能建整个飞机模型,哈哈,吹牛不上税,就凭其目前功能,要花一百年!!)另外,msc财大气粗,其教程是手把手式,航空上最常用的有限元分析,都有现成的例题,step by step,傻瓜都会很快地入门!!由于其广泛应用于航空航天/汽车工业,所以,至今为止,如果要学CAE软件,俺认为应首选msc/patran+nastran。

与patran+nastran相比,ansys的界面就低了一些,操作也没有patran舒服。

不过,差别不是很大。

ansys据俺的体会,唯一的强项就是多场耦合。

其他的功能,msc/patran+nastran都有。

不过,ansys的apdl语言比较高级,是其最大优势,或者说,msc应向这一方向发展!!不过,apdl最开始学也很费事,得一条一条查,一条一条记,这个过程没有两三个月下不来。

由此,ansys的清爽度比msc差一些。

abaqus,如果自己用手编写过有限元程序的,入门应该不难。

其命令格式,跟自己用手编程序一个套路。

abaqus的强项是其分析功能很全面,特别是非线性部分,基本上都包含了。

abaqus最大的缺点是上手慢,其教程太差,除了几本手册,基本上等于没有教程。

要学abaqus,其时间要比msc, ansys长多了!!现在看,学abaqus实在没什么省时间的方法(比如它的 training lecture,一本250$,买来一看,气晕俺,还没手册说得详细!!),所以唯一的笨方法就是要看手册啦!如果说msc是windows点鼠标时代的水平,abaqus就是敲dos命令的原始时代。

2常用CAE软件介绍

2常用CAE软件介绍

2常用CAE软件介绍常用的CAE软件是指应用于计算机辅助工程领域的计算机辅助工程软件。

它们用于对工程结构、流体流动、电磁场、声波传播等物理问题进行研究和分析,以及优化和设计工程系统。

下面将介绍两款常用的CAE软件,ANSYS和ABAQUS。

ANSYS是目前最为广泛应用的CAE软件之一,由美国ANSYS公司开发。

它包含了各种模块,可以进行结构、流体和多物理场分析,适用于各种不同的工程应用。

ANSYS提供了丰富的建模功能,可以进行几何建模、网格划分以及材料定义等操作。

它还具备强大的求解器,可以进行静态和动态分析、瞬态响应、频域分析、优化等计算。

同时,ANSYS还提供了丰富的后处理工具,可以对分析结果进行可视化和数据处理。

ANSYS支持多种编程语言和脚本语言,可以进行自动化建模和分析。

ABAQUS是由法国达索系统公司开发的一款CAE软件,主要应用于结构分析和非线性分析。

ABAQUS提供了强大的建模和网格划分工具,可以处理复杂的几何形状和大规模的网格。

它支持多种材料的定义和模型,可以进行线性和非线性的材料行为分析。

ABAQUS有丰富的求解器,可以进行静态和动态分析、稳态和非稳态分析等。

它还提供了热分析、疲劳分析、接触分析和耦合场分析等功能模块。

ABAQUS具有强大的后处理功能,可以进行可视化和数据处理,包括动画、变形图、力学场图等。

ANSYS和ABAQUS在功能和应用领域上存在一些差异。

ANSYS更加全面,适用于多个工程学科的研究和分析,可以处理结构、流体和多物理场问题。

它在流体力学、热分析、电磁分析和声学分析等方面都有较强的能力。

ABAQUS则更专注于结构分析和非线性分析,对于复杂结构和材料的分析更具优势。

它在接触分析、非线性材料行为和大变形分析等方面有更强的功能。

因此,选择哪个软件取决于具体的应用需求和分析对象。

总结而言,ANSYS和ABAQUS是两款常用的CAE软件,它们在建模、分析和后处理方面都具备强大的功能和灵活性。

ANSYS与ABAQUS稳定性分析报告比较

ANSYS与ABAQUS稳定性分析报告比较

ANSYS与ABAQUS稳定性分析比较(转载-来自结构工程师崔家春的个人空间)其实,这些东西很简单,大多数朋友应该都比较了解。

但是作为整个稳定性分析的一部分,觉得还是整理一下吧,也算是对后来者又抛了一块砖。

算例描述:为了能体现出一般性,我故意找了一个比较大的结构。

这是一个单层网壳结构,最大尺寸在90m左右,杆件长度在1.13m-3.63m之间,截面形式为箱型截面;构件布置见下图。

荷载任意挑选一个标准组合(具体是哪个不记得,只是验证软件单元特征,没有关系)。

在ANSYS软件中分别采用BEAM44、BEAM188和BEAM189进行计算。

分析结果见下文。

2阶屈曲荷载因子;由表格可以看出,利用ANSYS软件进行Buckling分析时,不同BEAM单元类型对单元剖分数量的要求。

(1)BEAM44和BEAM189对单元的剖分数量要求较低,每根构件采用1个单元和采用2、3、4个单元时计算结果相差不大,在工程上这种误差应该是可以接受的。

(2)BEAM188单元对单元剖分数量的要求要高一些,从结果来看,每根杆件采用5个BEAM188单元计算结果才与采用1个BEAM44或BEAM189单元计算结果相同。

(3)在利用ANSYS进行Buckling分析时,以选用BEAM44与BEAM189单元为佳。

(4)选用BEAM44单元时,虽然每根杆件采用1个单元和多个单元计算结果相差不大,但是本人还是建议每根杆件选用2至3个单元。

理论上对于每根构件而言,在设计时已经保证了其稳定性,但是我们也可以在整体稳定性分析过程中进一步对其进行校核。

如果采用1个单元,就达不到这个效果。

(5)理论上能选择189单元是最好不过啦,不过考虑其是3节点单元,有时候从其它软件数据转过来时可能会有点不方便。

(6)考虑到后期进行非线性稳定计算,由于BEAM44单元不能考虑材料非线性,在前后延续上还是采用BEAM189比较好,而且3节点单元在单元剖分数量上要求也较低。

Abaqus Ansys 对比

Abaqus Ansys 对比

Abaqus PK Ansys和Ansys比起来,Abaqus的优势十分明显,下面主要通过比较Abaqus的三个主要模块来进行说明。

尤其在适合我所封装产品高效的前处理——CAE1.达索公司深厚的CAD背景是Abaqus\CAE的天然优势。

基于达索公司的CAD平台,Abaqus\CAE提供了一个完整、现代、易用、业界领先的前处理系统,采用现代化的Windows窗口设计,采用CAD方式建模和可视化视窗系统,强大的布尔运算、拖拉、旋转、拷贝、镜射、倒角等多种手段,可以建立起真实地反映工程结构的复杂几何模型,具有良好的人机交互特性。

尤其在封装模型的建立修改更加方便快捷2.封装结构收到的载荷是多种多样的,而且载荷形式非常复杂,abaqus/CAE具有强大的模型管理和载荷管理手段,为多任务、多工况实际工程问题的建模和仿真提供了方便。

能更加真实的仿真封装结构的实际载荷情况。

3.鉴于封装结构中存在着大量的接触问题,而且abaqus/CAE中单独设置了INTERACTION模块,可以精确地模拟封装结构在实际情况存在的多种接触问题。

4.具有很强的开放性,可以结合Python语言方便的定制用户化界面,方便用户操作。

目前存在大量插件,比如处理材料特性,数据后处理等,而且提供一个插件开发工具,很容易开发自己的插件,以简化操作。

5.Abaqus拥有所有有限元软件中最齐全的帮助,这个帮助系统拥有可准确解决目前遇到的疑惑。

6.针对中国市场,Abaqus\CAE有中文版,简单易学。

强大的隐式求解器——StandardAbaqus/Standard是一个通用分析模块,它能够求解广泛的线性和非线性问题,包括结构的静态、动态、热和电响应等。

对于通常同时发生作用的几何、材料和接触非线性采用自动控制技术处理。

Abaqus拥有CAE工业领域最为广泛的材料模型,它可以模拟绝大部分工程材料的线性和非线性行为,而且任何一种材料都可以和任何一种单元或复合材料层一起用于任何合适的分析类型。

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ANSYS与AB AQUS稳定性分析比较(转载•来自结构工程师崔家春的个人空间)其实,这些东西很简单,大多数朋友应该都比较了解。

但是作为整个稳定性分析的一部分,觉得还是整理一下吧,也算是对后来者乂抛了一块砖。

算例描述:为了能体现岀一般性,我故意找了一个比较大的结构。

这是一个单层网壳结构, 最大尺寸在90m左右,杆件长度在1.13nv3.63m之间,截面形式为箱型截面;构件布置见下图。

荷载任意挑选一个标准组合(具体是哪个不记得,只是验证软件单元特征,没有关系)。

在ANSYS软件中分别采用BEAM44x BEAM 188和BEAM 189进行计算。

分析结果见下文。

备注:表格中Nl、N2分别代表每根构件采用1、2个单元;El、E2代表第1、 2阶屈曲荷载因子;ANSYS BEAM 188分析结果山表格可以看出,利用ANSYS软件进行Buckling分析时,不同BEAM单元类型对单元剖分数量的要求。

(1)B EAM44和BEAM 189对单元的剖分数量要求较低,每根构件采用1个单元和采用2、3、4个单元时计算结果相差不大,在工程上这种误差应该是可以接受的。

(2)B EAM 188单元对单元剖分数量的要求要高一些,从结果来看,每根杆件釆用5个BEAM 188单元计•算结果才与釆用1个BEAM44或BEAM189 单元计算结果相同。

(3)在利用ANSYS进行Buckling分析时,以选用BEAM44与BEAM 189单元为佳。

(4)选用BEAM44单元时,虽然每根杆件釆用1个单元和多个单元计算结果相差不大,但是本人还是建议每根杆件选用2至3个单元。

理论上对于每根构件而言,在设计时已经保证了其稳定性,但是我们也可以在整体稳定性分析过程中进一步对其进行校核。

如果采用1个单元,就达不到这个效果。

(5)理论上能选择189单元是最好不过啦,不过考虑其是3节点单元,有时候从其它软件数据转过来时可能会有点不方便。

(6)考虑到后期进行非线性稳定计算,山于BEAM44单元不能考虑材料非线性,在前后延续上还是釆用BEAM 189比较好,而且3节点单元在单元剖分数量上要求也较低。

下面给岀每种单元计算得到的屈曲模态(每行从左到右分别为笫1、2、3阶):BEAM44单元讣算结果SFHH JBEAM 188单元计算结果■丘BEAM 189单元计算结果从振型图可以看出,不同单元类型、不同单元剖分数量条件下计算得到的屈曲模态是相同的,虽然屈曲荷载因子有所不同。

在ABAQUS软件中,常用的梁单元有B31、B32和B33。

其中B31和B33是两节点单元,而B32是三节点单元。

仍采用上文ANSYS分析对象为模型,计算结果见下文。

ABAQUS B31分析结果备注:表格中Nl. N2分别代表每根构件采用1、2个单元;El、E2代表第1、 2阶屈曲荷载因子;ABAQUS B32单元分析结果ABAQUS B33单元分析结果在理论上,ABAQUS的B31相当于ANSYS的BEAM 188,都是一次积分单元;而B32和ANSYS的BEAM 189相似,都是二次积分梁单元;B33相当于ANSYS 的BEAM44单元,都是Euler-Bernoulli梁。

所以从上面表格中可以看岀,它们的计算结果数据特征也较为相似。

(1)B31对单元剖分的密度要求较高,每根构件釆用3个B31单元时,其计算结果才与采用1个B32单元时的相同;而且从汁算结果的稳定性来看, 选用B31单元时,其单元剖分数量应在3以上;(2)B32是三节点单元,所以计算精度较高。

从分析结果来看,在进行Buckling 分析时,每根构件采用1个B32已经满足工程精度要求;(3)B33介于B31和B32之间,更接近与B32;分两段已经足够精确。

(4)建议在Buckling分析中釆用B32单元。

下面给出B31和B32单元计算得到的屈曲模态(每行从左到右分别为笫1、2、3 阶):单元计算结果B31单元计算结果毎廉许& 1令■•元月段瞬件;牛韋元B32自>6利棋2外眾无B33单元[;[•算结果从振型图可以看出,不同单元类型、不同单兄剖石数量条件下计算得到的屈曲模态是相同的,虽然屈曲荷载因子有所不同。

前文《ANSYS与ABAQUS稳定性分析比较1-Buckliig分析ANSYS单元选取》和《ANSYS与ABAOUS稳定性分析比较2-Buckling分析ABAOUS单元选取》分别利用ANSYS和ABAQUS对一个单层网壳结构进行Buckling分析,U的是比较这两个软件的不同梁单元对单元剖分数量的要求,以及通过计算结果分析每种单元对Buckling分析的适用性。

这里我想就两个软件的单元进行一下对比。

前文中建议,当采用ANSYS 分析时,可以采用BEAM 189单元,而采用ABAQUS 时宜选取B32单元。

那么我们就把问题集中在这两种单元上吧。

回头比较一下BEAM 189和B32的计算结果:ANSYS BEAM189分析结果ABAQUS B32单元分析结果好像比较奇怪,所有B32的计算结果都比BEAM 189的小。

虽然相差不大,但是哪个结果更准确呢?这估计就要追溯软件的内核了,有空再进行研究。

其实,现在的软件内核都是有限元,可能每家的求解方法稍有不同,但是其本质基本上是一样的。

就拿Buckling分析来说吧,选择哪个软件应该都没有问题,只要采用合适的单元类型,保证足够的单元剖分数量,计算结果应该儿乎相同,其误差在工程上是完全可以接受的。

ANSYS的三个梁单元和ABAQUS中三个梁单元刚好一一对应,以后大家用起来可以相互作为参考,其对应关系为:>BEAM44 --B33: Euler-Bernoulli 梁,两节点>BEAM188—B31: Timoshenko 梁,线性积分,两节点>BEAM189—B32: Timoshenko 梁,二次积分,三节点接着前面的工作,仍采用那个单层网壳结构计算模型作为分析对象,分别利用 ANSYS和ABAQUS进行非线性整体稳定分析oANSYS中选用BEAM 189单元, 而ABAQUS中选用B32单元,每根杆件取一个单元。

都是采用RIKS弧长法,施加的荷载均为前文Buckling分时中荷载的7.0倍。

提取结果时均提取同一个节点的Z向位移,计算结果见下图:药钦-位移他践(品旳出)山上图可以看出,两个软件的数值大小和曲线走势吻合的较好,ANSYS的结果比ABAQUS稍大,但可以认为在误差数量级以内。

总体上讲,这两个计算结果都不错,基本上反映出结构的屈曲过程,“荷载■位移”曲线比较完整。

其实ANSYS的曲线是结算结果的完整曲线,曲线的终点也就是计算发散位置;而ABAQUS那条曲线只是计算结果的一部分,后面还很长一段被我去掉了,因为觉得没什么意义。

最大荷载系数时结构的变形见下图:山上图可以看出,最大荷载系数时两个软件计算得到的变形相同。

下面可以对两个软(I ) ABAQUS<2) ANSYS件做一个小结:(1)利用弧长法都可以进行结构的非线性稳定分析,计算得到的最大荷载因子、荷载■位移曲线、最大荷载对应的变形图基本相同;(2)ABAQUS计算速度更快,十儿分钟即可结束战斗,而且可以得到整个屈曲过程的荷载■位移曲线(甚至觉得曲线太长了);而ANSYS需要儿个小时(注:可能与我的设置有关,请勿被误导)。

(3)ABAQUS比较容易收敛,而且较容易得到完整的“荷载■位移”曲线;而ANSYS 通常很难得到屈曲后的过程,除非反复调整参数,但随之带来的问题是较长的计算时间。

(4)大型、复杂的结构在ABAQUS中建模比较困难,即使是利用其它手段也会导致调整比较麻烦的问题,而ANSYS前处理则可以较好的实现模型调整的功能,后处理也非常方便。

(5)其实,两个软件算非线性稳定都很OK。

主要是看用户自己哪个用的比较顺手。

失稳破坏是一种突然破坏,人们没有办法发觉及釆取补救措施,所以其导致的结果往往比较严重。

正因为此,在实际工程中不允许结构发生失稳破坏。

导致结构失稳破坏的原因是薄膜应力,也就是轴向力或面内力。

所以在壳体结构、细长柱等结构体系中具有发生失稳破坏的因素和可能性。

这也就是为什么在网壳结构的设计过程中稳定性分析如此被重视的原因。

下面根据本人多年来的研究及工程计算经验,谈谈个人对整体稳定性分析的一点看法,也算做一个小结。

1稳定性分析的层次在对某个结构进行稳定性分析,实际上应该包括两个层次。

(一)是单根构件的稳定性分析。

比如一根柱子、网壳结构的一根杆件、一个格构柱(桅杆)等。

单根构件的稳定通常可以根据规范提供的公式进行设讣。

不过对于山多根构件组成的格构柱等子结构,还是需要做实验及有限元分析。

(二)是整个结构的稳定分析。

比如整个网壳结构、混凝土壳结构等结构整体的稳定性分析。

整体稳定性分析目前只能根据有限元计算来实现。

2整体稳定性分析的内容通常,稳定性分析包括两个部分:Buckling分析和非线性“荷载■位移”全过程跟踪分析。

(1)Buckling 分析Buckling分析是一种理论解,是从纯理论的角度衡量一个理想结构的稳定承载力及对应的失稳模态。

tl前儿乎所有的有限元软件都可以实现这个功能。

Buckling 分析不需要复杂的计算过程,所以比较省时省力,可以在理论上对结构的稳定承载力进行初期的预测。

但是山于Buckling分析得到的是非保守结果,偏于不安全,所以一般不能直接应用于实际工程。

但是Buckling 乂是整体稳定性分析中不可缺少的一步,因为一方面Buckling 可以初步预测结构的稳定承载力,为后期非线性稳定分析施加的荷载提供依据;另一方面Buckling分析可以得到结构的屈曲模态,为后期非线性稳定分析提供结构初始儿何缺陷分布。

列外本人认为通过Buckling分析还可以进一步校核单根构件截面设计的合理性。

通过Buckling分析得到的屈曲模态,我们可以看岀结构可能发生的失稳破坏是整体屈曲还是局部屈曲。

如果是局部屈曲,那么为什么会发生局部屈曲?局部屈曲的荷载因子是否可以接受?是否是山于局部杆件截面设计不合理所导致?这些问题希望能引起大家的注意。

(2)非线性稳定分析询文已经讲过,Buckling分析是一种理论解。

但是曲于加工误差、安装误差、温度应力、焊接应力等因素的存在,现实中的结构多少都会存在一些初始缺陷,其稳定承载力与理论解肯定存在一定的差别。

另外,由于Buckling分析是线性的,所以它不可以考虑构件的材料非线性,所以如果在发生屈曲之前部分构件进入塑性状态,那么Buckling也是无法模拟的。

所以必须利用非线性有限元理论对结构进行考虑初始儿何缺陷、材料弹塑性等实际因素的稳定性分析。

U前应用较多的是利用弧长法对结构进行“荷载■位移”全过程跟踪技术,来达到计算结构整体稳定承载力的目的。

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