ANSYS命令流學(xué)習(xí)筆記利用APDL在WorkBench中進(jìn)行非線性屈曲分析

1、!ANSYS命令流學(xué)習(xí)筆記10-利用APDL在WorkBench中進(jìn)行非線性屈曲分析!學(xué)習(xí)重點(diǎn)：!1、強(qiáng)化非線性屈曲知識(shí)首先了解屈曲問(wèn)題。在理想化情況下,當(dāng)F < Fcr時(shí), 結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)，若引入一個(gè)小的側(cè)向擾動(dòng)力，然后卸載, 結(jié)構(gòu)將返回到它的初始位置。當(dāng)F > Fcr時(shí), 結(jié)構(gòu)處于不穩(wěn)定平衡狀態(tài), 任何擾動(dòng)力將引起坍塌。當(dāng)F = Fcr時(shí),結(jié)構(gòu)處于中性平衡狀態(tài)，把這個(gè)力定義為臨界載荷。在實(shí)際結(jié)構(gòu)中, 幾何缺陷的存在或力的擾動(dòng)將決定載荷路徑的方向。在實(shí)際結(jié)構(gòu)中, 很難達(dá)到臨界載荷，因?yàn)閿_動(dòng)和非線性行為, 低于臨界載荷時(shí)結(jié)構(gòu)通常變得不穩(wěn)定。要理解非線性屈曲分析，首先要了解特征

2、值屈曲。特征值屈曲分析預(yù)測(cè)一個(gè)理想線彈性結(jié)構(gòu)的理論屈曲強(qiáng)度，缺陷和非線性行為阻止大多數(shù)實(shí)際結(jié)構(gòu)達(dá)到理想的彈性屈曲強(qiáng)度，特征值屈曲一般產(chǎn)生非保守解, 使用時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎。 !理論解，根據(jù)Euler公式。其中取決于固定方式。Fcr=2EIL2!有限元方法，已知在特征值屈曲問(wèn)題：detKe+Ke0=0求解，即可得到臨界載荷Fcr=P0而非線性屈曲問(wèn)題：Ke+Ke0=F其中Ke為結(jié)構(gòu)初始剛度，Ke0為有缺陷的結(jié)構(gòu)剛度，為位移矩陣，F(xiàn)為載荷矩陣。非線性屈曲分析時(shí)考慮結(jié)構(gòu)平衡受擾動(dòng)（初始缺陷、載荷擾動(dòng)）的非線性靜力分析，該分析時(shí)一直加載到結(jié)構(gòu)極限承載狀態(tài)的全過(guò)程分析，分析中可以綜合考慮材料塑性、幾何非線性、接觸

3、、大變形。非線性屈曲比特征值屈曲更精確，因此推薦用于設(shè)計(jì)或結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)。!2、熟悉WB中非線性屈曲分析流程(1) 前處理，施加單元載荷，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力靜力分析。(2) 基于預(yù)應(yīng)力靜力分析，指定分析類型為特征值屈曲分析，完成特征值屈曲分析。(3) 在APDL模塊將一階特征屈曲模態(tài)位移乘以適當(dāng)系數(shù)，將此變形后的形狀當(dāng)做非線性分析的初始模型。(4) 在FE modeler模塊，讀取APDL處理后的cdb文件數(shù)據(jù)，即變形后的有限元模型。(5) 在新建的靜力分析中施加載荷和約束。所施加的載荷應(yīng)比預(yù)測(cè)值高10%一21%。(6) 定義載荷步選項(xiàng)，設(shè)置收斂算法。(7) 求解，查看位移-載荷曲線結(jié)果。!3、熟悉Wor

4、kBench與APDL之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式(1) 結(jié)果文件轉(zhuǎn)換，db文件輸出到APDL（見(jiàn)筆記5）。(2) 模型文件轉(zhuǎn)換，F(xiàn)E model中db文件轉(zhuǎn)換成cdb文件，只保留有限元模型。!問(wèn)題描述!鋼結(jié)構(gòu)之間，在集中載荷P作用下的非線性屈曲分析，工作載荷0.5MPa。!分析步驟：(1) 進(jìn)行特征值屈曲分析，結(jié)果如下，臨界載荷14.82*0.5 = 7.4 MPa。(2) 建立inp文件，寫入命令如下圖，保存文件。放大系數(shù)較大，方便查看模型變形。(3) 導(dǎo)出特征值分析結(jié)果到新的APDL模塊，并在新建的APDL模塊中導(dǎo)入上一步中的inp文件，在solution處右鍵單擊，點(diǎn)擊update（一般生產(chǎn)新模塊都會(huì)update一下，不再贅述）；雙擊進(jìn)入APDL模塊，可以發(fā)現(xiàn)文件已導(dǎo)入。(4) 將APDL生產(chǎn)的cdb文件導(dǎo)入到FE modeler模塊，并雙擊進(jìn)入FE modeler生產(chǎn)模型。(5) 將FE modeler模塊拖到新建的靜力分析D2：model中。Update。進(jìn)入求解，設(shè)置邊界條件，求解條件。(6) 查看位移-時(shí)間曲線，發(fā)現(xiàn)在0.468s，