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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1-12.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13.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。
实用标准文档整个计算过程包括 2 个分析步，第 1 步做屈曲分析，第 1 步：屈曲分析载荷步定义如下：Step 1-InitialStep 2- Buckle2 步做极限强度分析0奪莖UWICWHIK . 叽I J I*' *iirl |U*ii:* ri«-2- c.仲［U**t Wfl| «R =・|0T* |«|M4 11 屮W Ml 町扌垮・3 4M4; *E>|轴亠白*wr»44* «*M *A*S MMM-in 4414-* Ita1! I >H*d *■.■ Lrfi|i-t*b*i UWi^ *4」>jU***^ ::切2冲<a：K-.L口sMwSniLpc^l Efl «o 誓光n-3 wa HF HB・・n c:^ > q士* f *B£ -A <MI '■■*W■uTp*』«MLrii4 *M；■pofit ■直j.i t…叫町■ ' H.,机...i . r |fl»-L , | |-£I -t fr E叶*盅1并在Model-Edit Keywords 的图中位置加入下面的文字，输出屈曲模态*nodefile, global=yesU,Create job 名称为“ Buckling点击continue ，完成第 1 步的计算第 2 步：极限强度分析将“ buckle ”分析步替换为“ riks ”分析步在Basic 选项卡中，Nlgeom：选择打开在Instrumentation 选项卡中，定义如下参数，然后点击OK Array定义一个新计算工作，输入名称，点击continue在Parallelization 选项卡，选择 2 个CPU，如下所示，点击OK。
在此编辑Model-edit keywords ，删除“第 1 步”加入的文字“ *nodefile, global=yesU,”，并在下图位置加入下段文字：*imperfection, file=buckling, step=1 1, 2.5点击OK，再保存文件最后提交计算。
目录：1. 绪论 (2)1.1背景 (2)1.2 钢梁稳定理论的发展状况 (2)2 . 稳定的概念 (3)3. 线性屈曲分析 (4)3.1 工程实例的简化 (4)3.2 有限元模型的建立 (4)3.2.1创建部件 (4)3.2.2创建材料和截面的属性 (6)3.2.3定义装配件 (7)3.2.4设置分析步 (7)3.2.5定义在载荷和边界条件 (8)3.2.6网格的划分 (9)3.2.7 提交分析作业 (9)3.2.8 模型数据的后处理 (10)3.2.9 数据分析总结 (12)4．结论 (12)基于abaqus的钢梁特征值屈曲与失稳分析摘要：钢结构的稳定性能是决定其承载力的一个特别重要的因素，稳定理论和设计方法需要完善。
近几十年以来，在研究发挥钢结构稳定性能的潜力和完善稳定计算的理论方面，国内外都取得了长足的进步。
例如完善钢结构的弹塑性稳定理论，研究有几何缺陷和残余应力的钢结构的实际受力性能和其极限荷载，用数值法来解决这类问题等都取得了不少研究成果。
在作理论分析的同时进行稳定性能的试验验证，以及将理论研究结果利用图表表示或深化为计算公式，从而将弹塑性稳定理论用于解决钢结构设计中的问题都取得了丰硕成果。
本文的主要内容是对现有失稳理论进行完善和发展及其总结，利用通用有限元abaqus软件，采用特征值的Lanczos方法及子空间迭代法对钢梁进行屈曲分析，文中总共给了10个特征向量，进而得出相应的模态分析变形图，最后把lanczos 方法及子空间迭代法进行了比较，提出一些新的问题。
关键词：有限元abaqus 失稳特征值屈曲分析1. 绪论1.1背景钢材具有强度高、质量轻、力学性能好的优点，是制造结构物的一种极好的建筑材料。
钢材与在建筑结构中应用广泛的钢筋混凝土结构相比，对于受力功能相同的构件，具有截面轮廓尺寸小、构件细长和板件薄柔的特点。
但是对于因受压、受弯和受剪等存在受压区域的构件和板件，如果技术上处理不当，可能使钢结构出现整体失稳或局部失稳。
整个计算过程包括2个分析步，第1步做屈曲分析，第2步做极限强度分析。
第1步：屈曲分析载荷步定义如下：Step 1-InitialStep 2- Buckle并在Model-Edit Keywords的图中位置加入下面的文字，输出屈曲模态*nodefile, global=yesU,Create job 名称为“Buckling”点击continue，完成第1步的计算。
第2步：极限强度分析将“buckle”分析步替换为“riks”分析步在Basic选项卡中，Nlgeom：选择打开在Instrumentation选项卡中，定义如下参数，然后点击OK定义一个新计算工作，输入名称，点击continue在Parallelization选项卡，选择2个CPU，如下所示，点击OK。
在此编辑Model-edit keywords，删除“第1步”加入的文字“*nodefile, global=yesU,”，并在下图位置加入下段文字：*imperfection, file=buckling, step=11,点击OK，再保存文件。
最后提交计算。
提取计算结果进入visualization Module 点击 Create XY data选择 ODB filed output，点击continuePosition选择 Unique Nodal， CF：point loads选择 CF2，再点击elements/nodes选项卡，选择跨中载荷加载点，最后点击save。
重复上一步操作，Position选择 Unique Nodal， U：spatial displacement 选择 U3，再点击elements/nodes选项卡，选择板格中心点，最后点击save。
点击Create XY data, 选择operate on XY data，点击continue选择Combine（X,X）命令，横坐标选择保存的displacement曲线，纵坐标选择保存的Point load曲线，点击最后一行Create XY Data与Save as。
abaqus弯曲应变-回复abaqus弯曲应变是在有限元软件abaqus中进行弯曲应变分析的一种方法。
本文将详细介绍abaqus弯曲应变分析的方法及步骤。
第一步：建立几何模型abaqus中的几何模型可以通过建模工具来创建，也可以导入CAD软件生成的三维模型。
在建立几何模型时，需要考虑材料的性质、尺寸和几何形状等因素，以便准确地进行弯曲应变分析。
第二步：定义材料特性定义材料的特性是进行abaqus弯曲应变分析的关键步骤。
根据不同的材料类型和应变情况，可以选择不同的材料模型和属性。
常用的材料模型包括线性弹性模型、塑性模型、超弹性模型等。
在定义材料特性时，需要输入材料的弹性模量、泊松比、屈服强度等参数。
第三步：设置弯曲载荷弯曲应变分析需要定义加载条件，即施加在几何模型上的载荷。
在abaqus 中，可以选择静态加载或动态加载。
在弯曲应变分析中，常用的加载方式包括均布载荷、集中载荷、压力和温度等。
根据实际情况确定合适的载荷类型和大小。
第四步：网格划分对几何模型进行网格划分是进行abaqus弯曲应变分析的必要步骤。
网格划分需要考虑几何模型的复杂性和计算精度。
过精细的网格可能会导致计算时间长，而过粗的网格则可能导致计算结果不准确。
abaqus提供了多种网格划分算法和自适应网格划分工具，可以根据需要进行选择和调整。
第五步：施加边界条件在进行弯曲应变分析时，需要施加适当的边界条件。
边界条件对模型的约束和自由度有重要影响。
常见的边界条件包括固定支承、滑动支承、强制位移等。
需要根据实际情况选择适当的边界条件，并在abaqus中进行设置。
第六步：模型求解和结果分析模型求解是进行abaqus弯曲应变分析的最后一步。
通过abaqus提供的求解器，可以对模型进行求解计算，得到弯曲应变分布和位移等结果。
求解过程可能需要较长的计算时间，取决于模型的复杂程度和网格数量等因素。
求解完成后，可以使用abaqus的后处理工具进行结果分析，包括绘制应力-应变曲线、位移云图等。
基于ABAQUS简支梁受力和弯矩的相关分析（梁单元和实体单元）对于简支梁，基于 ABAQUS2016，首先用梁单元分析了梁受力作用下的应力，变形，剪力和力矩；对同一模型，并用实体单元进行了相应的分析。
另外，还分析了梁结构受力和弯矩作用下的剪力及力矩分析。
对于CAE仿真分析具体细节操作并没有给出详细的操作，不过在后面上传了对应的cae，odb，inp文件。
不过要注意的是本文采用的是ABAQUS2016进行计算，低版本可能打不开，可以自己提交inp文件自己计算即可。
可以到小木虫搜索：“基于ABAQUS简支梁受力和弯矩的相关分析”进行相应文件下载。
对于一简支梁，其结构简图如下所示，梁的一段受固支，一段受简支，在梁的两端受集中载荷，梁的大直径D=180mm，小直径d=150mm，a=200mm，b=300mm，l=1600mm，F=300000N。
现通过梁单元和实体单元分析简支梁的受力情况，变形情况，以及分析其剪力和弯矩等。
材料采用45#钢，弹性模量E=2.1e6MPa，泊松比v=0.28。
图1 简支梁结构简图1.梁单元分析ABAQUS2016中对应的文件为beam-shaft.cae ，beam-shaft.odb，beam-shaft.inp。
在建立梁part的时候，采用三维线性实体，按照图1所示尺寸建立，然后在台阶及支撑梁处进行分割，结果如图2所示。
图2 建立part并分割接下来为梁结构分配材料，创建材料，定义弹性模量和泊松比，创建梁截面形状，如图3，非别定义两个圆，圆的直接分别为180和150mm。
然后创建两个截面，截面选择梁截面，再选择图2中的所有梁，定义梁的方向矢量为（0，0，-1）（点击图3中的n2，n1，t那个图标即可创建梁的方向矢量），最后把创建好的梁赋给梁结构。
图3 创建梁截面形状接下来装配实体，再创建分析步，在创建分析步的时候，点击主菜单栏的Output，编辑Edit Field Output Request，在SF前面打钩，这样就可以在结果后处理中输出截面剪力和力矩，如图4所示。
ABAQUS简支梁分析梁单元是一种一维元素，用于模拟梁结构的性能。
这些单元只在一维方向上有自由度，并且可以模拟杆、梁、桁架等结构的变形和应力响应。
梁单元的计算速度相对较快，且具有较高的精度，适用于较长且较细的结构中，如钢筋混凝土构件、悬索桥、高层建筑等。
实体单元是一种三维元素，用于对立方体、球体、柱体等实体结构的性能进行分析。
实体单元具有六个自由度，分别为三个平移自由度和三个旋转自由度，能够充分模拟结构的各向异性、非线性和复杂几何形状等特性。
实体单元可以用来分析基础、墙体、桥梁、汽车车身等各种结构的力学响应和变形特性。
在ABAQUS中，梁单元和实体单元的使用方式类似，首先需要定义节点坐标和单元拓扑关系，并指定材料属性、边界条件和加载方式等。
然后，可以进行求解并获取结构的应力、应变、位移和变形等结果。
以下内容将详细介绍如何使用ABAQUS进行简支梁的分析。
1. 创建模型：首先，在ABAQUS的Preprocessing环境中创建模型。
选择适当的单位系统，并定义节点坐标和单元拓扑关系。
在创建节点时，需要注意节点编号和坐标的设置，以确保准确的节点连接关系。
2. 定义材料属性：根据实际材料的力学性质，在Material Manager中定义材料的弹性模量和泊松比等参数。
如果需要考虑材料的非线性行为，可以添加相应的本构模型。
3. 指定边界条件：根据简支梁的边界条件，使用Boundary Conditions Manager指定约束条件。
通常，简支梁的两个端点应变为零，即不存在位移和转角。
在指定边界条件时，需要选择适当的边界条件类型并将其应用到相关节点上。
4. 定义加载方式：根据实际加载情况，在Load Manager中定义加载方式。
对于简支梁，可以施加集中载荷、均布载荷、自重载荷等。
在定义载荷的时候，需要指定作用方向、大小和加载位置等。
5. 设置求解选项：在Step Manager中设置求解选项，包括求解器类型、收敛准则和迭代次数等。
基于ABAQUS的悬臂梁的弹塑性弯曲分析学院：航空宇航学院专业：工程力学指导教师：姓名：学号：1. 问题描述考虑端点受集中力F 作用的矩形截面的悬臂梁，如图1所示，长度l=10m ，高度h=1m ，宽度b=1m 。
材料为理想弹塑性钢材（如图2），并遵守Mises 屈服准则，屈服强度为MPa Y 380=σ，弹性模量GPa E 200=，泊松比3.0=υ。
图1 受集中力作用的悬臂梁 图2 钢材的应力-应变行为首先通过理论分析理想弹塑性材料悬臂梁的弹塑性弯曲，得到悬臂梁的弹塑性弯曲变形的规律和塑性区形状，确定弹性极限载荷e F 和塑性极限载荷Y F ；其次利用ABAQUS 模拟了该悬臂梁受集中载荷作用的变形过程，得出弹性极限载荷e F 、塑性极限载荷Y F 、塑性区形状和载荷-位移曲线，与理论分析的结果进行对比，验证有限元分析的准确性。
2. 理论分析2.1梁的弹塑性纯弯曲对于矩形截面Euler-Bernoulli 梁，受弯矩M 作用，如图3所示，根据平截面假定，有图3 矩形截面梁受弯矩M 的作用y κε= （1）其中κ为弯曲后梁轴的曲率，规定梁的挠度w 以与y 同向为正，则在小变形情况有22-dx w d =κ （2）当弯矩M 由零逐渐增大时，起初整个截面都处于弹性状态，这是Hooke 定律给出()y E E y κεσ== （3） 再由平衡方程，可得到κEI M = （4） 其中，3121bh I =是截面的惯性矩。
将EI M /=κ带入（3）式，可知 I y /M =σ显然，最外层纤维的应力值最大。
当M 增大时，最外层纤维首先达到屈服，即Y h y bh M σσ==±=22/61/ （5）这时的弯矩是整个截面处于弹性状态所能承受的最大弯矩，即为弹性极限弯矩，它等于261bh M Y e σ= （6）对应的曲率可由式（4）求得Eh EI M Y e e /2/σκ== （7）当e M M >时，梁的外层纤维的应变继续增大，但应力值保持为Y σ不再增加，塑性区将逐渐向内扩大。
abaqus单元扭曲控制摘要：一、引言二、abaqus单元简介三、扭曲控制的原理四、扭曲控制的应用领域五、abaqus单元扭曲控制的实际操作六、总结正文：【引言】在工程领域，有限元分析（FEA）是一种广泛使用的工具，用于研究结构在不同受力条件下的行为。
abaqus作为一款功能强大的有限元分析软件，提供了丰富的单元类型以满足各种分析需求。
其中，abaqus单元扭曲控制功能在许多场景下具有重要意义。
本文将详细介绍abaqus单元扭曲控制的相关知识。
【abaqus单元简介】abaqus提供了丰富的单元类型，以满足不同工程需求。
单元类型主要分为四类：杆件单元、梁单元、壳单元和实体单元。
每种单元类型又包含多种子类型，以适应不同的几何和材料特性。
在abaqus中，用户可以根据模型特点选择合适的单元类型进行建模。
【扭曲控制的原理】扭曲控制是abaqus中一种重要的单元特性。
在实际工程中，很多结构在受力过程中会发生扭曲变形。
为了更真实地模拟这种现象，abaqus引入了扭曲控制功能。
通过设置单元的扭曲控制参数，可以限制或允许单元在受力过程中发生扭曲变形。
【扭曲控制的应用领域】扭曲控制在abaqus中的应用领域非常广泛，包括但不限于以下几个方面：1.控制梁单元和壳单元的扭曲变形，以满足实际工程需求；2.在接触分析中，控制接触区域内的扭曲变形，以提高分析精度；3.在非线性材料模型中，控制材料内部的扭曲变形，以获得更准确的应力分布。
【abaqus单元扭曲控制的实际操作】在abaqus中，用户可以通过以下步骤对单元进行扭曲控制：1.打开abaqus软件，导入模型；2.在模型树中选择需要设置扭曲控制的单元；3.在属性面板中找到“扭曲控制”参数，设置合适的值；4.根据需要，可以对其他相关参数进行调整，如设置单元的刚度、阻尼等。
【总结】abaqus单元扭曲控制功能在工程领域具有重要意义，可以帮助用户更真实地模拟结构在受力过程中的变形行为。
ABAQUS中梁板壳单元的弯曲问题曲哲2007-4-3一、Euler-Bernoulli梁与Timoshenko梁在ABAQUS的单元库中，所有三次插值的梁单元（如B23，B33等），均为Euler-Bernoulli梁，而所有线性和二次插值的梁单元（如B21，B22，B31，B32等），均为Timoshenko梁。
（1）细长梁与深梁B23为2结点三次插值的Euler-Bernoulli梁。
由于在形成单元刚度矩阵时等效载荷项的被积函数至少是3次的，所以至少需要2个积分点才能达到完全的高斯积分。
而在ABAQUS中，B23有3个积分点，这意味着被积函数可以达到5次。
总之B23是完全积分的单元。
而B21和B22分别为2结点线性插值和3结点二次插值的Timoshenko梁，并且默认的采用减缩积分来避免剪切锁死。
B22只有2个积分点，B21只有1个积分点，它们都只能达到1次的插值精度。
表1：集中力作用下悬臂梁的自由端挠度（mm）细长梁（l/h=10）深梁（l/h=3）材力解 1 2 4 材力解42单元个数 10.10800.10804.000 4.000 4.0000.10800.1080B23（E-B梁） 4.000B21（Timoshenko梁） 3.734 3.955 4.010 4.000 0.10860.1145 0.1160 0.1080B22（Timoshenko梁） 4.028 4.028 4.028 4.000 0.11650.1165 0.1165 0.1080表1比较了上述三种梁单元在应用于细长梁和深梁受弯时的表现。
问题描述如图1所示，为端部受集中载荷的悬臂梁。
E-B梁B23完全忠实于材料力解的解答，不考虑剪切应变的影响，并且只用1个B23单元就可以得到与材力解一致的结果。
B21和B22考虑了梁的剪切变形，其分析得到的挠度略大于材力解。
同时可以看出，B21和B22用于细长梁时并没有发生剪切自锁。
