ABAQUS中Truss单元预应力的两种施加方法.docx
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ABAQUS中Truss单元预应力的两种施加方法
ABAQUS中预应力Truss单元的两种实现方法
例题:
100m长钢缆水平放置从x=0到x=100。
两端固定。
无初始拉力,计算下垂量。
截面;A=m2,Density:
r=7800kg/m3,g=m/s2,E=+11N/m2
Analyticalsolutionofmaximumdisplacement(u2)atx=50m:
U2_max=-((3*r*g*L^4)/(64*E))^(1/3)=m
方法一.沿trusselement加沿长度方向初始拉应力(see
此文件中使用了initialcondition,type=stress方法加初始拉应力。
因工程上无此初应力,更好的方法是使用降温法。
算完后再升温。
用降温法。
算完后再升温。
NOTE:
降温法施加预应力(激活钢绞线)。
温度=-力/(膨胀系数*弹模*钢绞线面积)
1、第一步,在truss单元中施加一个初始应力,让计算处于初始平衡状态;初始应力设置过小,可能不收敛,应多次试算,找到一个合理的应力值。
一般情况下,这个初始值对最终值的影响不大,可以忽略。
2、第二步,施加truss单元的自重荷载,打开非线性开关(nlgeom=YES)考虑几何非线性问题;
3、本例中初始值采用。
自重作用下缆索的拉应力约为80Mpa。
最大位移为m,与理论计算值吻合得很好。
*Heading
Cableapplinggravityloadwithinitailstress
ThemaximumAnalyticaldisplacementwithoutinitailstress(atx=50m)
U2=meter
**
**Method1.Using*initialcondition,type=stressmethod
**
*Preprint,echo=NO,model=NO,history=NO,contact=NO
*Node
1,0.,0.
101,100.,0.
*NGEN,NSET=NALL
1,101,1
*Element,type=T2D2
1,1,2
*ELGEN,elset=ELALL
1,100,1
*ELSET,ELSET=EL_OUT
1,51,100
*SolidSection,elset=ELALL,material=steel
**
*Nset,nset=Left
1,
*Nset,nset=right
101,
*Nset,nset=mid
51,
**
**MATERIALS
**
*Material,name=steel
*Density
7800.,
*Elastic
+11,
*initialcondition,type=stress
**Note:
thesolutionwillnotconvergeastheinitialstress<100,000N/m^2
ELALL,100000
*Boundary
Left,1,2
Right,1,2
*Step,name=Step-0,inc=1000
Initialstressequilibrium
*Static
1,1.,1e-05,1.
*Output,field,variable=PRESELECT
*Output,history,variable=PRESELECT
*Nodeprint,nset=mid,freq=1000
U,
*ELPRINT,ELSET=EL_OUT,freq=1000
S
*ENDSTEP
**----------------------------------------------------------------
**
**STEP:
Step-1
**
*Step,name=Step-1,nlgeom=YES,inc=1000
Applygravityload
*Static
1.,1e-05,1.
**Name:
GRAVITY-1Type:
Gravity
*Dload
ELALL,GRAV,,0.,-1.
**
**OUTPUTREQUESTS
**
*Restart,write,numberinterval=1,timemarks=NO
*Output,field,variable=PRESELECT
*Output,history,variable=PRESELECT
*Nodeprint,nset=mid,freq=1000
U,
*ELPRINT,ELSET=EL_OUT,freq=1000
S
*EndStep
方法二.使用STABILIZEparameteronthe*STATIC.(see
“stabilization”在结构上附加artificialviscousdamping(粘滞阻尼),使得计算结果togobeyondtheinstabilitypoint。
但计算结果必须验证,并必须保证ALLSD比内能ALLIE小很多。
NOTE:
1.第一步用*Static,stabilize=2E-10。
笫二步不用stabilize(相当于*Static,stabilize=0)。
2.使用nlgeom=YESinthesteptoapplythegravityload.
3.最终拉应力=8E7N/m2与方法一相等。
maximumdisplacement(atnode51)equalstheanalyticalresult.
theALLSDandALLIE.TheALLIEisgreaterthanALLSD.(Seefigure1)
deformationshapeofthecablecanbeexaminedbyCAE.Itmayneedtosetthedeformationscalefactortoalargenumber(10–1000).
7.使用此法必须极端谨慎。
稍微不慎,结果会完全不对。
Forexample,用*Static,stabilize=2E-4(defaultvalueofthestabilizeparameter)重算此题。
其结果如下;.
ChecktheALLSDandALLIE.TheALLIEislessthanALLSD.(Seefigure2)
Thedeformationshapewithdeformationscalefactor1000isshowninfigure3.Inthefigure,onlythefirstandlastelementsaredeformed.Themaximumdeformationvalueisnotcorrect.
使用stabilizeparameter学问很多,一般是越小越好。
因为stabilizeparameter是artificialvalue,无法确定理论上的最佳值。
我是用试错法。
从开始defaultvalue往下减,,..),直到不收敛.经过验证结果(seethenote4,5,and6),我决定在计算中使用。
*Heading
Cableapplygravityloadusingstabilizeparameter
ThemaximumAnalyticaldisplacementwithoutinitailstress(atx=50m)
U2=meter
**
**Method2.Using*Static,stabilizemethod
**
*Preprint,echo=NO,model=NO,history=NO,contact=NO
*Node
1,0.,0.
101,100.,0.
*NGEN,NSET=NALL
1,101,1
*Element,type=T2D2
1,1,2
*ELGEN,elset=ELALL
1,100,1
*ELSET,ELSET=EL_OUT
1,51,100
*SolidSection,elset=ELALL,material=steel
**
*Nset,nset=Left
1,
*Nset,nset=right
101,
*Nset,nset=mid
51,
**
**MATERIALS
**
*Material,name=Steel
*Density
7800.,
*Elastic
+11,
*Boundary
Left,1,2
Right,1,2
**
**STEP:
Step-1
**
*Step,name=Step-1,nlgeom=YES,inc=1000
Applygravityload
**thedefaultvalueofstabilizevalueis
**Static,stabilize=2E-4
*Static,stabilize=2E-10
1.,1e-05,1.
**Name:
GRAVITY-1Type:
Gravity
*Dload
ELALL,GRAV,,0.,-1.
**
**OUTPUTREQUESTS
**
*Restart,write,numberinterval=1,timemarks=NO
*Output,field,variable=PRESELECT
*Output,history,variable=PRESELECT
ALLSD,ALLIE
*Nodeprint,nset=mid,freq=1000
U,
*ELPRINT,ELSET=EL_OUT,freq=1000
S
*EndStep
**
*Step,name=Step-2,nlgeom=YES,inc=1000
Recovery
*Static
1.,1e-05,1.
*EndStep
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- ABAQUS Truss 单元 预应力 施加 方法
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