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有限元软件原理

与应用大作业

作业名称

用ANSYS进行典型薄壁结构的屈曲分析

问题描述及已知条件

5

如图为薄壁结构图，壁厚度为0.1，材料的弹性模量为E=2.06*10MPa，

泊松比为0.3（高强度弹性材料），分析该结构在底部固定约束，在

顶部4个角点各施加集中荷载F=20时结构的稳定性。

薄壁结构图

求解目标

1、本例是典型的载荷法非线性屈曲分析实例,采用的是载荷控制法求

解。通过分析可获得薄壁结构的临界屈曲荷载,对我们在处理其他

类似的实际的难题时有一定的借鉴的作用。

2、熟悉在ANSYS进行线性特征值屈曲分析的一般方法和步骤。

3、熟悉通过线性特征值屈曲分析结果给结构施加初始几何缺陷。

4、熟悉使用比例参数载荷。

5、熟悉非线性屈曲分析求解设置及相关的注意事项。

6、熟悉非线性分析结果的后处理，特别是通过绘制载荷-位移曲线图

来判定求解不收敛的原因是物理不稳定性还是数值不稳定性。

求解过程

1参数设置及实体模型的建立：

/FILNAME,Box,1！定义工作文件名。

/TITLE,StabilityAnalysis！定义工作标题。

/PREP7

!定义单元。

ET,1,SHELL181

!定义材料属性。

MPTEMP,,,,,,,,

MPTEMP,1,0

MPDATA,EX,1,,2.06e5

MPDATA,PRXY,1,,0.3

MPTEMP,,,,,,,,

MPTEMP,1,0

!定义壳单元的实常数100。

sect,100,shell,,

secdata,0.1,1,0.0,3

secoffset,MID

seccontrol,,,,,,,

!定义壳单元的实常数200。

sect,200,shell,,

secdata,1,1,0,3

secoffset,MID

seccontrol,0,0,0,0,1,1,1

/VIEW,1,1,1,1!调整图形窗口视角。

/ANG,1

/REP,FAST

!建立几何模型。

K,1,200,,200,

K,2,200,,-200,

K,3,-200,,-200,

K,4,-200,,200,

FLST,2,4,3

FITEM,2,1

FITEM,2,2

FITEM,2,3

FITEM,2,4

A,P51X

VOFFST,1,850,,

VDELE,1

!以上完成几何模型。

模型如图

2网格划分：

!以下进行网格划分。

FLST,5,12,4,ORDE,2

FITEM,5,1

FITEM,5,-12

CM,_Y,LINE

LSEL,,,,P51X

CM,_Y1,LINE

CMSEL,,_Y

LESIZE,_Y1,40,,,,,,,1!定义单元网格大

小。

TYPE,1!网格划分。

MAT,1

REAL,

ESYS,0

SECNUM,100

FLST,5,4,5,ORDE,2

FITEM,5,3

FITEM,5,-6

CM,_Y,AREA

ASEL,,,,P51X

CM,_Y1,AREA

CHKMSH,AREA

CMSEL,S,_Y

AMESH,_Y1

CMDELE,_Y