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PAGE \* MERGEFORMAT1
有限元原理与工程应用
题目 圆柱壳的非线性屈曲分析
年级与专业机械电子工程
所在学院(系) 机械工程学系
梁结构的瞬态完全法分析
要求
用弧长法进行一个圆柱壳的非线性屈曲分析。
一个对边简支的圆柱壳,在其中心作用一个垂直的集中载荷。目的是分析当载荷大小为1000N时,A、B两点的垂直位移(UY)。
材料特性:
EX=3.1x109Pa (杨氏模量)
NUXY=0.3 (泊松比)
几何特性:
R=2540 mm L=254 mm
H=6.35 mm θ=5.7°
载荷:p=1000 N
采用2D的shell单元定义了厚度,由于该圆柱壳结构为对称结构,故实际操作时选取1/4结构对其进行分析即可。
操作步骤
求解步骤(GUI方法)
定义工作文件名及工作标题
定义工作文件名:执行Utility Menu/File/Change Jobname命令,在弹出的Change Jobname对话框中输入文件名为“buckle2.”,同时勾上【New log and error files】,单击按钮。
定义工作标题:执行Utility Menu/File/Change Title 命令,弹出Change Title对话框中输入“Analysis of the buckle”,然后单击按钮。
重新显示:执行Utility Menu/Plot/Replot命令。
显示工作平面
显示工作平面,执行Utility Menu/WorkPlane/Display Working Plane命令。
关闭三角坐标符号的显示:执行Utility Menu/PlotCtrls/Window Controls/Window Options命令,弹出Window Options对话框。在Location of triad 下拉列表框中选择Not shown选项,单击按钮。
建立圆柱壳结构模型
定义单元类型
选择单元类型:执行PreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete命令,弹出复选框【Element Type】,单击“Add”,弹出【Library of Element Types】对话框中选择“Structural Shell”和“Elastic 4node63”,单击Apply按钮。
定义单元实常数:执行PreprocessorReal ConstantsAdd /Edit/Delete命令,弹出【Real Constants】复选框,单击“Add”,选择“Type 1 Shell63”选项,单击“OK”,弹出如下图所示对话框,将参数如图3进行设置,单击按钮。
图SEQ 图 \* ARABIC6“Real Constant…”对话框
定义材料参数:执行PreprocessorMaterial PropsMaterial Model命令,弹出【Define Material Model Behavior】,在弹出的对话框中进行设置,依次点击StructuralLinearElasticIsotropic,弹出【Linear Isotropic Properties for Material Number 1】,对话框中的参数设置如图9所示,单击按钮即可。
图 SEQ 图 \* ARABIC 9 “Density…”对话框
生成几何模型
生成点
执行PreprocessorModelingCreateKeypoints In Active CS命令,弹出【Create Keypoints In Active Coordinate System】对话框,依次在“1,0,0”, “2,0,2000”, “3,2540,0”, “4,2540,254”,最后生成的结果如图11所示。
生成线
生成曲面
图 SEQ 图 \* ARABIC 11 生成矩形
划分网格
6,8,1
步骤二:恢复数据库文件“buckle2.db”
Utility MenuFileResume from
步骤三:进入求解器。
Main Menusolution
步骤四:定义分析类型和选项
1、选择菜单路径Main MenuSolution-Analysis Type-New Analysis. 单击“Static”来选中它然后单击OK。
2、择菜单路径Main MenuSolutionUnabridged MenuAnalysis Options。出现对话框。
3、单击Large deform effects option(大变型效应选项)使之为ON,然后单击OK。
步骤五:在结点1的Y方向施加一个大小为-25
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