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屈曲分析全过程
屈曲分析的过程说明:
屈曲分析是一种用于确定结构开始变得不稳定时的临介荷载和屈
曲结构发生屈曲响应时的模态形状的技术。
ANSYS 提供两种结构屈曲荷
载和屈曲模态分析方法:
非线性屈曲分析和特征值屈曲分析。
非线性屈曲分析是在大变形效应开关打开的情况下的一种非线性
静力学分析,该分析过程一直进行到结构的极限荷载或最大荷载。
非
线性屈曲分析的方法是,逐步地施加一个恒定的荷载增量,直到解开
始发散为止。
尤其重要的是,要一个足够小的荷载增量,来使荷载达
到预期的临界屈曲荷载。
若荷载增量太大,则屈曲分析所得到的屈曲
荷载就可能不准确,在这种情况下打开自动时间步长功能,有助于避
免这类问题,打开自动时间步长功能,ANSYS 程序将自动寻找屈曲荷载。
特征值屈曲分析步骤为:
1.建模
2.获得静力解 :
与一般静力学分析过程一致,但必须激活预应
力影响,通常只施加一个单位荷载就行了
3.获得特征屈曲解:
A.进入求解
B.定义分析类型
C.定义分析选项
D.定义荷载步选项
E.求解
4.扩展解
之后就可以察看结果了
示例 1:
!
ansys 7.0 有限元分析实用教程
!
3.命令流求解
!
ANSYS 命令流:
!
Eigenvalue Buckling
FINISH!
这两行命令清除当前数据
/CLEAR
/TITLE,Eigenvalue Buckling Analysis
/PREP7!
进入前处理器
ET,1,BEAM3!
选择单元
R,1,100,833.333,10!
定义实常数
MP,EX,1,200000!
弹性模量
MP,PRXY,1,0.3!
泊松比
K,1,0,0 !
创建梁实体模型
K,2,0,100
L,1,2 !
创建直线
ESIZE,10!
单元边长为 1mm
LMESH,ALL,ALL!
划分网格
FINISH!
退出前处理
!
屈曲特征值部分
/SOLU !
进入求解
ANTYPE,STATIC!
在进行屈服分析之前,ANSYS 需要从
静态分析提取数据
PSTRES,ON!
屈服分析中采用预应力
DK,1,ALL!
定义约束
FK,2,FY,-1!
顶部施加载荷
SOLVE!
求解
FINISH!
退出求解
/SOLU!
重新进入求解模型进行屈服分析
ANTYPE,BUCKLE!
屈服分析类型
BUCOPT,LANB,1!
1 阶模态,子空间法
SOLVE!
求解
FINISH!
退出求解
/SOLU!
重新进入求解展开模态
EXPASS,ON!
模态展开打开
MXPAND,1!
定义需要展开的阶数
SOLVE!
求解
FINISH!
退出求解
/POST1!
进入通用后处理
SET,LIST!
列出特征值求解结果
SET,LAST!
入感兴趣阶数模态结果
PLDISP!
显示变形后图形
!
NonLinear Buckling !
非线性分析部分
FINISH !
这两行命令清除当前数据
/CLEAR
/TITLE, Nonlinear Buckling Analysis
/PREP7!
进入前处理
ET,1,BEAM3!
选择单元
MP,EX,1,200000!
弹性模量
MP,PRXY,1,0.3!
泊松比
R,1,100,833.333,10!
定义实常数
K,1,0,0,0!
底端节点
K,2,0,100,0!
顶点
L,1,2!
连成线
ESIZE,1!
网格尺寸参数设定
LMESH,ALL!
划分网格
FINISH!
退出前处理
/SOLU!
进入求解
ANTYPE,STATIC!
静态分析类型(非屈服分析)
NLGEOM,ON!
打开非线性大变形设置
OUTRES,ALL,ALL!
选择输出数据
NSUBST,20!
5 个子步加载
NEQIT,1000!
20 步迭代
AUTOTS,ON!
自动时间步长
LNSRCH,ON!
激活线搜索选项
/ESHAPE,1!
显示二维状态下变形图
DK,1,ALL,0!
约束底部节点
FK,2,FY,-50000!
顶部载荷稍微比特征值分析结果大
FK,2,FX,-250!
施加水平扰动载荷
SOLVE!
求解
FINISH!
退出求解
/POST26!
进入时间-历程后处理器
RFORCE,2,1,F,Y!
2# 变量表示力
NSOL,3,2,U,Y!
3# 变量表示 y 方向位移
XVAR,2!
将 x 轴显示 2# 变量
PLVAR,3!
y 轴显示 3#变量数据
/AXLAB,Y,DEFLECTION!
修改 y 轴标签
/AXLAB,X,LOAD!
修改 x 轴标签
/REPLOT!
重新显示图形
示例 2:
!
悬臂梁受端部轴向压力作用的屈曲分析
!
先进行静力分析,在进行特征值屈曲分析,最后进行非线性分析
!
静力分析
fini
/cle
/filname,beam-flexure
/tittle,beam-flexure
/prep7
*set,f1,-1e6!
设置轴
向压力荷载参数
et,1,beam189
mp,dens,1,7.85e3!
设置材
料参数
mp,ex,1,2.06e11
mp,nuxy,1,0.2
sectype,1,beam,I,,2!
设置截
面参数
secoffset,cent
secdata,0.15,0.15,0.25,0.015,0.015,0.015,0,0,0,0
k,1,0
k,2,2.5,0
k,3,1.25,1
lstr,1,2
latt,1,,1,,3,,1
lesize,1,,,10
lmesh,1
/view,1,1,1,1
/eshape,1.0
dk,1,,,,0,all,
fk,2,fx,f1!
施加关
键点压力
finish
/solu
antype,0
eqslv,spar!
求解器设置
稀疏矩阵直接法
pstres,on!
打开预
应力开关
solve
finish
!
特征值屈曲分析
/solu
antype,1
bucopt,lanb,6,0!
取前六
阶模态分析
mxpand,6,0,0,1,0.001
solve
finish
/post1
*do,i,1,6
set,i
pldisp,i
*enddo
*get,freq1,mode,1,freq
finish
!
非线性屈曲分析
/config,nres,200!
只记录
两百步的结果
/prep7
tb,biso,1,1,2!
定义材
料非线性
tbtemp,0
tbdata,,2.0e8,0
upgeom,0.01,1,1,'beam-flexure','rst'
!
对有限元模型进行一阶模态的位移结果
0.01 倍的修改
save,beam-flexure,db
finish
resu,beam-flexure,db
/solu
antype,0
nlgeom,1!
打开大
变形
outres,all,all
arclen,1,0!
弧长法
设置
arctrm,l!
弧长法终止准则 达到第一
个峰值时终止计算
nsubst,200,,,1
fk,2,fx,f1*freq1
!
fk,2,fx,f1*freq1*1.2!
将轴向压力值放大,放大系数为
第一阶模态的主频
solve
finish
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