abaqus线性屈曲分析
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abaqus屈曲分析实例整个计算过程包括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=yes U,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=yes U,”,并在下图位置加入下段文字:*imperfection, file=buckling, step=11, 2.5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continue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择保存的Point load曲线,点击最后一行Create XY Data与Save as。
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。
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一.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。
而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。
本文主要针对任意轴对称的圆形钢管截面,利用ABAQUS有限元非线性分析软件,对其在轴心受压情况下进行特征值屈曲分析和静态及动态的非线性屈曲分析(考虑材料弹塑性和初始缺陷的影响)。
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,并且由弯曲失稳的临界荷载得出的构件荷载位移曲线。
同时再进行非线性分析时,需要施加初始扰动,以帮助非线性分析时失稳,可以通过特征值屈曲分析得到的初始弯曲模态来定义初始缺陷;最后由可以将特征值屈曲分析得到的临界荷载作为非线性屈曲分析时所施加荷载的参考。
二.结构模型用ABAQUS中的壳单元建立轴心受压模型,采用SI国际单位制(m)。
1.构件的材料特性: E=2.0×1011N m2,μ=0.3, f y=2.35×108N m2,ρ=7800kg m3,钢管半径:60mm,厚度:3mm,长度:2.5m。
2.钢管的截面尺寸及钢管受到的约束和荷载施加的模型图如图2-1及图2-2所示。
图2-1 图2-2三.建模步骤(Buckle分析)(1)创建部件在创建part模块中命名构件的名字为gang guan,创建的模型为三维可变形壳体单元,如图3-1所示。
截面参数见图2-1,构件长度2.5m。
图3-1(2)创建材料特性及截面属性并将其赋予单元。
材料定义为弹塑性,弹性模量E=2.0×1011N m2,泊松比0.3,屈服强度2.35×108N m2,ρ=7800kg m3,材料定义如下图3-2所示。
abaqus中屈曲模式下的几何缺陷
在Abaqus中,屈曲模式下的几何缺陷可以通过以下方法引入:
1. 直接在模型中创建初始几何缺陷。
这可以通过在模型构建过程中调整节点位置或通过施加适当的边界条件来实现。
2. 使用Abaqus的“扰动”功能来引入几何缺陷。
这种方法涉及在计算过程中对模型施加小的随机扰动,以模拟实际结构中可能存在的不完美之处。
需要注意的是,屈曲分析通常关注结构的整体稳定性,而不是细节的几何缺陷。
因此,引入几何缺陷的方法和程度应根据具体分析需求和模型精度来确定。
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。
四、ABAQUS钢柱特征值屈曲分析问题描述:利用有限元软件分析咋爱不同特征值下的一个 4.2m高的钢柱的变形情况。
钢柱的截面尺寸如图所示。
钢柱的材料特性:弹性模量E=2.1e11N/m2,泊松比0.3,屈服强度f y=3.45e8 N/m2。
1.创建部件将Modeling Space设为3D,Shape设为shell,Type选择Extrusion,Approximate size项输入1,点击继续开始绘制草图。
以坐标的形式绘制线条,生成三维模型。
2.创建材料点击创建材料按钮,弹出对话框。
名称输入steel,在对话框中点击General(常规特性)-Density,在Mass Density中输入7850;点击Mechanical(力学特性)-Elasticity(弹性)-Elastic,将Young’s Modulus(弹性模量)设为2.0e11,Poisson’s Ratio为0.3。
3.创建截面属性点击创建截面按钮,将Category设为shell,Type设为Homogeneous,其余参数不变,点击继续弹出Edit section对话框,Value后面输入0.01,保持其余参数不变,完成对翼缘截面属性的定义。
同理输入0.006,完成对腹板截面属性的定义。
4.给部件赋予截面属性点击赋予截面属性按钮,分别赋予翼缘和腹板的截面属性。
5.定义装配件6.设置分析步点击创建分析步按钮,在名称后面输入load,procedure type项选择linear perturbation,下拉菜单中选择Buckle。
点击继续,弹出编辑分析步对话框,Eigensolver 项中选择Lanczos,在Number of eigenvalus requested(所需特征值数量)后输入10,即分析10个特征值下的变形情况,剩余参数不变。
7.定义荷载和边界条件●给钢柱施加边界荷载点击Create Load对话框,在名称后面输入load-1,step项中选择load,将出现的Type for Selected Step(所选分析步的荷载类型)设为Shell edge laod(壳体边缘荷载),保持其他不变,点击继续,提示区显示选择要添加荷载的壳体边缘,选择如图所示的边界,在弹出的对话框的Magnitude(幅值)后面输入1e4,剩余参数不变。
ABAQUS非线性屈曲分析步骤分享:ABAQUS 非线性屈曲分析步骤来源:杨洋洋的日志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。
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。