第7章結構彈性穩(wěn)定分析_圖文

《第7章結構彈性穩(wěn)定分析_圖文》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在工程資料-天天文庫。

1、第7章結構彈性穩(wěn)定分析結構失穩(wěn)或結構屈Illi:當結構所受載荷達到某一值時，若增加一微小的增量，則結構的平衡位形將發(fā)生很大的改變，這種現(xiàn)象叫做結構失穩(wěn)或結構屈曲。結構穩(wěn)定問題一般分為兩類：★第一類失穩(wěn)：又稱平衡分岔失穩(wěn)、分枝點失穩(wěn)、特征值屈曲分析。結構失穩(wěn)時相應的荷載可稱為屈曲荷載、臨界荷載、壓屈荷載或平衡分枝荷載?！锏诙愂Х€(wěn)：結構失穩(wěn)時，平衡狀態(tài)不發(fā)生質變，也稱極值點失穩(wěn)。結構失穩(wěn)時相應的荷載稱為極限荷載或壓潰荷載。?跳躍失穩(wěn)：當荷載達到某值時，結構平衡狀態(tài)發(fā)生一明顯的跳躍，突然過渡到非鄰近的另一具有較大位移的平衡狀態(tài)?？蓺w入笫二類失穩(wěn)?！锝Y構彈性穩(wěn)定分析二第一類穩(wěn)定問題AN

2、SYS特征值屈曲分析（BucklingAnalysis）.,★第二類穩(wěn)定問題ANSYS結構靜力非線性分析，無論前屈Illi平衡狀態(tài)或后屈Illi平衡狀態(tài)均可一次求得，即“全過程分析”。這里介紹ANSYS特征值屈曲分析的相關技術。在本章中如無特殊說明，單獨使用的“屈曲分析”均指“特征值屈曲分析”。7.1特征值屈曲分析的步驟7.1.1創(chuàng)建模型注意三點：（1）僅考慮線性行為。若定義了非線性單元將按線性單元處理。剛度計算基于初始狀態(tài)（靜力分析后的剛度），并在后續(xù)計算中保持不變。⑵必須定義材料的彈性模量或某種形式的剛度。非線性性質即便定義了也將被忽略。（3）單元網(wǎng)格密度對屈曲荷載系數(shù)影響很

3、大。例如采用結構自然節(jié)點劃分時（一個構件僅劃分一個單元）可能產(chǎn)住100%的謀差其至出現(xiàn)錯謀結果，尤其對高階屈1111模態(tài)的誤差可能更人，其原因與形成單元應力剛度炬陣有關。經(jīng)驗表明，僅關注第1階屈111!模態(tài)及其屈111!荷載系數(shù)時，每個自然桿應不少于3個單元。7.1.2獲得靜力解注意幾個問題：⑴必須激活預應力效應。命令PSTRES設為ON便可考慮預應力效應。（2）由屈曲分析所得到的特征值是屈曲荷載系數(shù)，而屈曲荷載等于該系數(shù)乘以所施加的荷載。若施加單位荷載，則該屈曲荷載系數(shù)就是屈曲荷載；若施加了多種不同類型的荷載,則將所有荷載按該系數(shù)縮放即為屈曲荷載。（3）ANSYS容許的蟻大特征

4、值是lOOOOOOo若求解時特征值超過此限值，可施加一個較人的荷載值。若有多種荷載，可全部放大某個倍數(shù)后施加。（4）恒載和活載共同作用。分析中常常需要求解在恒載作用下活載的屈曲荷載，而不是“恒載+活載”的屈曲荷載，這就筋要保證在特征值求解時恒載應力剛度不被縮放。正常求解：屈曲荷載二屈曲荷載系數(shù)X（恒載+活載）實際要求：屈曲荷載=1.0X（恒載+KX活載）其實現(xiàn)方法是通過調整所施加的活載大?。ɡ绶糯驥倍），然后進行屈曲分析，如果所求得的屈曲荷載系數(shù)不等于1.0,則繼續(xù)修改K值重新分析，直到屈曲荷載系數(shù)為1.0為止。K的初值通常可釆用第一次的屈

5、11

6、荷載系數(shù)，然后調整3?4次即可

7、達到要求。（5）非零約束。如同靜力分析一樣，可以施加非零約束。同樣以屈曲荷載系數(shù)對非零約束進行縮放得到屈曲荷載。（6）靜力求解完成后，退出求解層。7丄3獲得特征值屈曲解該過程需要靜力分析中得到的.EMAT和.ESAV文件，且數(shù)據(jù)庫中包含有模型數(shù)據(jù)，以備需要吋恢復。如下步驟：（1）進入求解層命令格式：/solu（2）定義分析類型命令格式：ANTYPE,BUCKLE或ANTYPEJ需要注意的是在特征值屈Illi分析小，重啟動分析無效。（3）定義求解控制選項命令格式：BUCOPT,Method,NMODE,SHIFT,LDMULTE用此命令定義特征值提取方法、擬提取的特征值個數(shù)、特征值

8、計算的起始點等參數(shù)?！?般情況下建議采用LANB（分塊蘭索斯法）、特征值數(shù)目為lo（4）定義模態(tài)擴展數(shù)目命令格式：MXPAND,NMODE,FREQB,FREQE,Elcalc,SlGNIF若想觀察屈曲模態(tài)形狀，應定義模態(tài)擴展數(shù)冃，也町在捉取特征值后再次進入求解層單獨進行模態(tài)擴展分析。（5）定義荷載步輸出選項命令格式：OUTRES,Item,FREQ,Cname命令格式：OUTPR,Item,FREQ,Cname前者定義向數(shù)據(jù)庫及結果文件中寫入的數(shù)據(jù)，而后者定義向文件中寫入的數(shù)據(jù)。⑹求解命令格式：SOLVE求解過程的輸出主要有特征值（屈Illi荷載系數(shù)）、屈Illi模態(tài)形狀、相對

9、應力分布等。（7）退出求解層命令格式：FINISH7.1.4查看結果⑴列表顯示所有屈曲荷載系數(shù)命令格式：SET,LISTSET欄對應的數(shù)據(jù)為模態(tài)數(shù)階次，TIME/FREQ欄對應的數(shù)據(jù)為該階模態(tài)的特征值，即屈曲荷載系數(shù)。荷載步均為1，但每個模態(tài)都為一個子步，以便結果處理。（2）定義查看模態(tài)階次命令格式：SET,1,SBSTEP（3）顯示該階屈Illi模態(tài)形狀命令格式：PLDISP（4）顯示該階屈曲模態(tài)和對應力分布命令格式：PLNSOL或PLESOL等。模態(tài)形狀歸一化處理，位移不表示