2022年最新ANSYS命令流学习笔记10-利用APDL在WorkBench中进行非线性屈曲分析.pdf

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1、精品文档精品文档!ANSYS命令流学习笔记10-利用 APDL在 WorkBench中进行非线性屈曲分析!学习重点：!1、强化非线性屈曲知识首先了解屈曲问题。在理想化情况下,当 F Fcr时, 结构处于不稳定平衡状态 , 任何扰动力将引起坍塌。当F = Fcr时,结构处于中性平衡状态，把这个力定义为临界载荷。在实际结构中, 几何缺陷的存在或力的扰动将决定载荷路径的方向。在实际结构中, 很难达到临界载荷，因为扰动和非线性行为, 低于临界载荷时结构通常变得不稳定。要理解非线性屈曲分析，首先要了解特征值屈曲。特征值屈曲分析预测一个理想线弹性结构的理论屈曲强度，缺陷和非线性行为阻止大多数实际结构达到理

2、想的弹性屈曲强度，特征值屈曲一般产生非保守解, 使用时应谨慎。!理论解，根据Euler 公式。其中 取决于固定方式。!有限元方法，已知在特征值屈曲问题：求解 ，即可得到临界载荷而非线性屈曲问题：其中为结构初始刚度，为有缺陷的结构刚度，为位移矩阵，为载荷矩阵。非线性屈曲分析时考虑结构平衡受扰动（初始缺陷、载荷扰动）的非线性静力分析，该分析时一直加载到结构极限承载状态的全过程分析，分析中可以综合考虑材料塑性、几何非线性、接触、大变形。非线性屈曲比特征值屈曲更精确，因此推荐用于设计或结构的评价。!2、熟悉 WB 中非线性屈曲分析流程(1) 前处理，施加单元载荷，进行预应力静力分析。(2) 基于预应力

3、静力分析，指定分析类型为特征值屈曲分析，完成特征值屈曲分析。(3) 在 APDL 模块将一阶特征屈曲模态位移乘以适当系数，将此变形后的形状当做非线性分析的初始模型。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 精品文档精品文档(4) 在 FE modeler 模块，读取APDL处理后的 cdb 文件数据，即变形后的有限元模型。(5) 在新建的静力分析中施加载荷和约束。所施加的载荷应比预测值高10%一 21%。(6) 定义载荷步选项，设置收敛算法

4、。(7) 求解，查看位移-载荷曲线结果。!3、熟悉 WorkBench与 APDL之间的数据转换方式(1) 结果文件转换，db 文件输出到APDL （见笔记5） 。(2) 模型文件转换，FE model 中 db 文件转换成cdb 文件，只保留有限元模型。!问题描述!钢结构之间，在集中载荷P 作用下的非线性屈曲分析，工作载荷0.5MPa 。!分析步骤：(1) 进行特征值屈曲分析，结果如下，临界载荷14.82*0.5 = 7.4 MPa 。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 7 页

5、- - - - - - - - - - 精品文档精品文档(2) 建立 inp 文件，写入命令如下图，保存文件。放大系数较大，方便查看模型变形。(3) 导出特征值分析结果到新的APDL模块，并在新建的APDL模块中导入上一步中的inp 文件，在 solution 处右键单击，点击update（一般生产新模块都会update 一下，不再赘述） ；双击进入 APDL模块，可以发现文件已导入。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 精品文档精品文

6、档(4) 将 APDL生产的 cdb 文件导入到FE modeler 模块，并双击进入FE modeler 生产模型。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 精品文档精品文档(5) 将 FE modeler 模块拖到新建的静力分析D2：model 中。Update。进入求解，设置边界条件，求解条件。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5

7、页，共 7 页 - - - - - - - - - - 精品文档精品文档精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 精品文档精品文档(6) 查看位移 -时间曲线，发现在 0.468s， 位移突然增加， 判定此时发生屈曲。 载荷为 ramped ，所以此时载荷为0.468*15=7MPa 。即非线性屈曲结果为7MPa，比特征值分析结果稍小。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - - -