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《ansys屈曲分析詳細(xì)過程.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、題目：跨徑L=89m，矢跨比f/L=1/5的圓弧拱，梁高h(yuǎn)/L=1/30,梁寬b/L=1/15求：1.彈性屈曲荷載；2.非線性極限承載能力。1、線性屈曲荷載理論計(jì)算在理論計(jì)算時，先根據(jù)圓弧拱的矢跨比查出穩(wěn)定系數(shù)K：2表1圓弧拱理論計(jì)算的穩(wěn)定系數(shù)f/l0.10.20.30.40.5K58.990.493.486.764.02根據(jù)表1查得：K?90.42故其理論彈性屈曲荷載為：4313.2510???5933.332966.67?qK?EIx?90.4?12?5.3810?7Ncr2l3389000m2、拱的彈性屈曲與非線性屈曲對于一般的特征值屈曲分析，主要是在平衡
2、狀態(tài)，考慮到軸向力或者中面內(nèi)力對彎曲變形的影響，由最小勢能原理，結(jié)構(gòu)彈性屈曲分析歸結(jié)為求解特征值問題：?KKDG??????0通過特征值分析求得的解有特征值和特征向量，特征值就是臨界荷載系數(shù)，特征向量是臨界荷載系數(shù)對應(yīng)的屈曲模態(tài)。特征值屈曲分析的流程圖如下：1圖1彈性屈曲分析流程圖非線性屈曲分析是考慮結(jié)構(gòu)平衡受擾動（初始缺陷、荷載擾動）的非線性靜力分析，該分析是一直加載到結(jié)構(gòu)極限承載狀態(tài)的全過程分析，分析中可以綜合考慮材料塑性和幾何非線性。結(jié)構(gòu)非線性屈曲分析歸結(jié)為求解矩陣方程：??KDG????K??????F?非線性屈曲分析的流程圖如下：圖2非線性屈曲分析流程
3、圖23、非線性方程組求解方法（1）增量法增量法的實(shí)質(zhì)是用分段線性的折線去代替非線性曲線。增量法求解時將荷載分成許多級荷載增量，每次施加一個荷載增量。在一個荷載增量中假定剛度矩陣保持不變，在不同的荷載增量中，剛度矩陣可以有不同的數(shù)值，并與應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系相對應(yīng)。（2）迭代法迭代法是通過調(diào)整直線斜率對非線性曲線的逐漸逼近。迭代法求解時每次迭代都將總荷載全部施加到結(jié)構(gòu)上，取結(jié)構(gòu)變形前的剛度矩陣，求得結(jié)構(gòu)位移并對結(jié)構(gòu)的幾何形態(tài)進(jìn)行修正，再用此時的剛度矩陣及位移增量求得內(nèi)力增量，并進(jìn)一步得到總的內(nèi)力。（3）混合法混合法是增量法和迭代法的混合使用。在一般的非線性分析中常采用增量
4、迭代混合法，將荷載分成若干級增量，在每一荷載增量上進(jìn)行多次迭代。混合法綜合了增量法、迭代法的優(yōu)點(diǎn)，并且與單純的迭代法相比，混合法并不增加太多的迭代次數(shù)。4、曲梁加載問題曲梁徑向和切分布荷載可在圓柱坐標(biāo)系下直接施加，而非徑向和切向的分布荷載可以將荷載等效到沿曲梁軸向分布，然后分解為徑向和切向分布兩部分施加，其分解后為：22Q?Q/(1?y?)和Q?Qy?/(1?y?)SVHSPH其中，y??=d()/fxdx,當(dāng)單元足夠小時，可采用y??y/y?圖3曲梁均布荷載等效與分解35、問題的描述矩形截面圓弧拱橋，在梁上受均布荷載，荷載及截面尺寸如圖1所示，要求用ANSYS
5、進(jìn)行拱圈的非線性屈曲分析，求極限荷載。本作業(yè)進(jìn)行了圓弧拱的彈性屈曲分析和非線性屈曲分析，分線性分析時引入初始幾何缺陷。圖4荷載及拱的幾何尺寸示意圖圖圖幾何尺寸：f/L=1/5，H/L=1/30，B/L=1/15L=89m，f=17.8m，H=2.97m，B=5.93m，R=64.5m材料性能：拱圈采用C40混凝土，彈性模量為32500MPa，泊松比為0.3。在ANSYS中進(jìn)行建模分析，初始荷載為q=100000kN/m其過程如下：基本步驟：?建模；?獲得靜力解；?線性屈曲分析；?打開大變形開關(guān),進(jìn)行非線性分析；?查看結(jié)果。Ansys命令流如下：finish/cl
6、ear/prep7/units,sil=89!定義圓弧拱尺寸r=64.525b=l/154h=l/30et,a,beam189mp,ex,1,3.25e10!材料C40mp,prxy,1,0.3sectype,1,beam,rectsecdata,b,h!定義梁截面幾何數(shù)據(jù)k,1k,2,89k,3,44.5,-1larc,1,2,3,r!建立圓弧拱dk,1,all!約束拱角位移dk,2,alllatt,1,,1,,3,,1lesize,all,,,60lmesh,all!劃分網(wǎng)格p=1e8!初始荷載*get,ne,elem,,count*do,i,1,neni=
7、nelem(i,1)nj=nelem(i,2)dy=ny(nj)-ny(ni)dx=nx(nj)-nx(ni)dyx=dy/dxdyx2=sqrt(1+dyx*dyx)qsv=p/dyx2qsp=p*dyx/dyx2sfbeam,i,3,pres,-qspsfbeam,i,1,pres,-qsv*enddo5/soluantype,0pstres,on!打開預(yù)應(yīng)力效應(yīng)solvefinish!靜力分析結(jié)束/soluantype,1!特征值屈曲分析bucopt,lanb,2!分塊蘭索斯法!屈曲分析，兩個模態(tài)mxpand,2,0,0,1!模態(tài)擴(kuò)展outres,all,
8、allsolvefini
