ANSYS屈曲分析总结.doc

《ANSYS屈曲分析总结 2. 由于非线性屈曲分析要求结构是不“完善”的，比如一个细长杆，一端固定，一端施加轴向压力。若次细长杆在初始时没有发生轻微的侧向弯曲，或者侧向施加一微小力使其发生轻微的侧向挠动。那么非线性屈曲分析是没有办法完成的，为了使结构变得不完善，你可以在侧向施加一微小力。 这里由于前面做了特征值屈曲分析，所以你可以取第一阶振型的变形结果，并作一下变形缩放，不使初始变形过于严重，这步可以在Main Menu Preprocessor Modeling Update Geom中完成。 3. 上步完成后，加载计算所得的临界失稳力，打开大变形选项开关，采用弧长法计算，设置好子步数，计算。 4. 后处理，主要是看节点位移和节点反作用力（力矩）的变化关系，找出节点位移突变时反作用力的大小，然后进行必要的分析处理。 特载值分析得到的是第一类稳定问题的解，只能得到屈曲荷载和相应的失稳模态，它的优点就是分析简单，计算速度快。事实上在实际工程中应用还是比较多的，比如分析大型结果的温度荷载，而且钢结构设计手册中的很多结果都是基于特征值分析的结果，例如钢梁稳定计算的稳定系数，框架柱的计算长度等。它的缺点主要是：不能得到屈曲后路径，不能思忖初始缺陷如初始的变形和应力状态，不能思忖材料的非线性。 非线性分析比较好的是能够得到结构和构件的屈曲后特性，可以思忖初始缺陷还有材料的非线性包括边界的非线性性能。但是在分析的时候最好是在线性特征值的基础上，因为这种方法的结果依赖所加的初始缺陷，如果所加的几何缺陷不是最低阶，可能得到高阶的失稳模态。 第一类稳定问题:是指完善结构的分支点屈曲和极值点屈曲。 第二类稳定问题：有初始缺陷的发生极值点屈曲 屈曲又称失稳，是指结构和构件保持原有构形的能力，可分为分支点失稳和极值点失稳，前者是没有缺陷的情况下发生的，后者是实际有缺陷情况下发生的，求屈曲关键是想求其失稳荷载及模态。数学公式能表达的屈曲很有限，典型的是轴心受压杆件的欧拉临界荷载公式Pcr=π2EI/l2 问题一 在思忖恒载和活载时的屈曲分析中（一圆弧拱，跨中受一竖向单位集中力） 提取1、2阶模态，执行命令setlist后：2阶屈曲模态前的那个是屈曲荷载系数。这个系数乘以施加的单位荷载不就是该2阶模态的屈曲荷载了么？ 为什么例题还要进行迭代计算，使得2阶屈曲荷载系数为1时的活载大小才是该模态的屈曲荷载？？不是多次一举？ 解答： 这是因为活载和恒载有不同的分项系数。 比如实际的屈曲荷载为1.0*恒载+1.4*活载， 而ANSYS求出的屈曲荷载形式为系数R*(恒载+活载)， 为了保证恒载的系数为1.0（这与实际情况相符），只能令R=1，并反复调整活载大小，比如说放大至1.4倍，这样才能得到真正的实际屈曲荷载。所以说R=1时的活载大小才是屈曲荷载。 在弹性稳定分析的过程中，有几个概念性的尝试需要明确，虽然都很简单，还是在这里给大家提个醒。希望对同学们有用： 1.特征值屈曲是理想化的情况，现实结构中并不会发生。所以对其数值模拟的准确性、可靠性较低，实用价值不高，不过对于均匀材质的结构，可以先计算其特征值屈曲，为以后的深入计算提供依据； 2.特征值屈曲，仅思忖结构的线性行为。所以，初学者们不要被名字吓倒。至于有初始变形、残余应力等都不属于特征值屈曲思忖的范围之内； 3.ansys的特征值屈曲分析中，计算结果得到的是屈曲荷载系数和屈曲模态，其中屈曲荷载系数更重要，因为将系数与外加荷载相乘，结果便是屈曲荷载； 4.创建模型的过程中，对于两点连一线的杆件，尽量思忖对其多划分几段网格，也就是说尽量不要把两点连线作为一个杆件单元，因为那样会使得计算结果不准确； 5.必须激活预应力选项——即便计算中不包含预应力效应。因为只有激活该选项才能使得几何刚度矩阵保存下来； 6.关于恒载与活载。结构可能会同时收到恒载与活载的作用，而得到的屈曲荷载系数将会对所有荷载进行缩放——不分恒载与活载。这时候需要将二者区分开来，毕竟在多次试算过程中，恒载的作用效应是不应该变化的。这时的操作方法就是：调整活载的数值，重新计算，目标是使得到的屈曲荷载系数为1.0（或者非常接近1.0）。结果，屈曲荷载就等于“恒载+修正之后的活载”； 7.有预应力存在情况下的思忖。在假设前提是“允许结构发生变形”之后，在施加预应力操作完成时，结构已经发了微小的变形，而这种变形又在一定程度上改变了原来的张拉力。说白了，就是“一把张满的弓，松了一下，弦中的力会有变化”。所以在施加预应力的时候要思忖这一点，从而把这段可能会被损失掉的张拉力算进最开始的预应力中，以保证屈曲分析过程中预应力与设计相符。（ 本段内容来自 一、结构失稳（屈曲）的定义 （陈铁云定义）当结构所受载荷达到某一值时，若增加一微小的增量，则结构的平衡位