ansys屈曲分析
3.1 几何非线性
3.1.1 大应变效应
一个结构的总刚度依赖于它的组成部件（单元）的方向和单刚。当一个单元的结点经历位移后，那个单元对总体结构刚度的贡献可以以两种方式改变。首先，如果这个单元的形状改变，它的单元刚度将改变（图3-1(a)）。其次，如果这个单元的取向改变，它的局部刚度转化到全局部件的变换也将改变（图3-1（b））。小的变形和小的应变分析假定位移小到足够使所得到的刚度改变无足轻重。这种刚度不变假定意味着使用基于最初几何形状的结构刚度的一次迭代足以计算出小变形分析中的位移（什么时候使用“小”变形和应变依赖于特定分析中要求的精度等级）。
相反，大应变分析考虑由单元的形状和取向改变导致的刚度改变。因为刚度受位移影响，且反之亦然，所以在大应变分析中需要迭代求解来得到正确的位移。通过发出 NLGEOM，ON（GUI路径Main Menu>Solution>Analysis Options)，来激活大应变效应。这种效应改变单元的形状和取向，且还随单元转动表面载荷。（集中载荷和惯性载荷保持它们最初的方向。）在大多数实体单元（包括所有的大应变和超弹性单元），以及部分的壳单元中大应变特性是可用的。在ANSYS/Linear Plus程序中大应变效应是不可用的。
图3－1 大应变和大转动
大应变过程对单元所承受的总旋度或应变没有理论限制。（某些ANSYS单元类型将受到总应变的实际限制──参看下面。）然而，应限制应变增量以保持精度。因此，总载荷应当被分成几个较小的步，这可用〔 NSUBST， DELTIM， AUTOTS〕命令自动实现(通过GUI路径 Main
Menu>Solution>Time/Frequent)。无论何时如果系统是非保守系统，如在模型中有塑性或摩擦，或者有多个大位移解存在，如具有突然转换现象，使用小的载荷增量具有双重重要性。
3.1.2 应力－应变
在大应变求解中，所有应力─应变输入和结果将依据真实应力和真实（或对数）应变（一维时，真实应变将表示为ε=Ln(l/l
) 。对于响应的小应变区，真实应变和工程应变基本上是一致的）。要从
小工程应变转换成对数应变，使用ε
Ln =Ln(l+ε
eng
)。要从工程应力转换成真实应力，使用σ
true
=σ
eng (1+ε
eng
) （这种应力转化仅对不可压缩塑性应力─应变数据是有效的）。
为了得到可接受的结果，对真实应变超过50%的塑性分析，应使用大应变单元（VISCO106、107及
108）。
应该认识到在大应变分析的任何迭代中粗劣的单元形状（也就是，大的纵横比，过度的顶角以及具有负面积的已扭曲单元）将是有害的。因此，必须象注意单元的原始形状一样注意单元已扭曲后的形状（除了探测出具有负面积的单元外，ANSYS程序对于求解中遇到的粗劣单元形状不发出任何警告，必须进行人工检查）。如果已扭曲的网格是不能接受的，可以人工改变开始网格（在容限内）以产生合理的最终结果（参看图3-2）。
图3－2 在大应变分析中避免低劣单元形状的发展具有小应变的大偏移
3.1.3 小应变大位移
某些单元支持大的转动，但不支持大的形状改变。一种称作大位移的大应变特性的受限形式对这类单元是适用的。在一个大位移分析中，单元的转动可以任意地大，但是应变假定是小的。大位移效应（没有大的形状改变）在ANSYS/Linear Plus程序中是可用的（在ANSYS/Mechanical,以及ANSYS/Structural 产品中，对于支持大应变特性的单元，大位移效应不能独立于大应变效应被激活。）。在所有梁单元和大多数壳单元中，以及许多非线性单元中这个特性是可用的。通过打开 NLGEOM，ON （GUI路径Main Menu>Solution>Analysis Options）来激活那些支持这一特性的单元中的大位移效应。
3.1.4 应力刚化
结构的面外刚度可能大大地受那个结构中面内应力状态的影响。面内应力和横向刚度之间的耦合，通称为应力刚化，在薄的、高应力的结构中，如缆索或薄膜中，是最明显的。一个鼓面，当它绷紧时会产生垂向刚度，这是应力强化结构的一个普通的例子。尽管应力刚化理论假定单元的转动和应变是小的，在某些结构的系统中（如在图3-3（a）中），刚化应力仅可以通过进行大挠度分析得到。在其它的系统中（如图3-3(b)中），刚化应力可采用小挠度或线性理论得到。
图3－3 应力刚化梁
要在第二类系统中使用应力硬化，必须在第一个载荷步中发出 SSTIF，ON（GUI路径Main Menu>Solution>Analysis Options）。ANSYS程序通过生成和使用一个称作“应力刚化矩阵”的辅助刚度矩阵来考虑应力刚化效应。尽管应力刚度矩阵是使用线性理论得到的，但由于应力（应力刚度矩阵）在每次迭代之间是变化的，因而它是非线性的。
大应变和大挠度过程包括初始应力效应，它作为大应变和大挠度理论的一个子集，对于许多实体和壳单元，当大变形效应被激活时〔 NLGEOM，ON〕（GUI路径Main Menu>Solution>Analysis Options)自动包括初始刚化效应。
在大变形分析中〔 NLGEOM，ON〕包含应力刚化效应〔 SSTIF，ON〕将把应力刚度矩阵加到主刚度矩阵上，以在具有大应变或大挠度性能的大多数单元中产生一个“近似的”协调切向刚度矩阵。例外情况包括 BEAM4和 SHELL63，以及不把“应力刚化”列为特殊特征的任何单元。对于 BEAM4和SHELL63，你可以通过设置KEYOPT（2）=1和 NLGEOM，ON在初始求解前激活应力刚化。当大变形效应为ON（开）时这个 KEYOPT设置激活一个协调切向刚度矩阵选项。当协调切向刚度矩阵被激活时（也就是，当KEYOPT（2）=1且 NLGEOM，ON时） SSTIF对 BEAM4和 SHELL63将不起作用。
在大变型分析中使用应力刚化的建议：
·对于大多数实体单元，应力刚化的效应是与问题相关的，在大变型分析中的应用可能提高也可能降低收敛性。在大多数情况下，首先应该尝试一个应力刚化效应OFF（关闭）的分析。如果你正在模拟一个受到弯曲或拉伸载荷的薄的结构，当用应力硬化OFF（关）时遇到收敛困难，则尝试打开应力硬化。
·应力刚化不建议用于包含“不连续单元”（由于状态改变，刚度上经历突然的不连续变化的非线性单元，如各种接触单元， SOLID65，等等）的结构。对于这样的问题，当应力刚化为ON（开）时，结构刚度上的不连续线性很容易导致求解“胀破”。
·对于桁、梁和壳单元，在大挠度分析中通常应使用应力刚化。实际上，在应用这些单元进行非线性屈曲和后屈曲分析时，只有当打开应力刚化时才得到精确的解。（对于 BEAM4和 SHELL63，你通过设置单元KEYOPT（2）=1激活大挠度分析中〔 NLGEOM，ON〕的应力刚化。）然而，当你应用杆、梁或者壳单元来模拟刚性连杆，耦合端或者结构刚度的大变化时，你不应使用应力刚化。
注意：无论何时使用应力刚化，务必定义一系列实际的单元实常数。使用不是“成比例”（也就是，人为的放大或缩小）的实常数将影响对单元内部应力的计算，且将相应地降低那个单元的应力刚化效应。结果将是降低解的精度。
3.1.5 旋转软化
旋转软化是指动态质量效应调整（软化）旋转物体的刚度矩阵。在小位移分析中这种调整近似于由于大的环形运动而导致几何形状改变的效应。通常它和预应力[ PSTRES ]（GUI路径Main
Menu>Solution>Analysis Options）一起使用，这种预应力由旋转物体中的离心力所产生。它不应和其它变形非线性，大挠度和大应变一起使用。旋转软化用 OMEGA命令中的KPSIN来激活（GUI路径Main Menu>Preprocessor>Loads>-Loads-Apply>-Structural-Other>Angular Velotity）。
3.2 大应变分析实例
在这个实例分析中，我们将进行一个两块钢板压一个圆盘的非线性分析。
3.2.1 问题描述
由于上下两块钢板的刚度比圆盘的刚度大得多，钢板与圆盘壁面之间的摩擦足够大。因此，在建模时只建立圆盘的模型。
用轴对称单元模拟圆盘，求解通过单一载荷步来实现。由于模型和载荷的上下对称性，我们只需建立圆盘的上半部分模型。由于钢板的刚度很大，因此我们在建模时将圆盘上面结点的Y方向上的位移耦合起来。又由于钢板与圆盘壁面之间的摩擦足够大，圆盘与钢板之间不会产生滑动，因此我们将圆盘上面结点的X方向的位移约束起来。
3.2.2 问题详细说明
下列材料性质应用于这个问题：
EX=1000 (杨氏模量）
NUXY=0.35（泊松比）
Yield Strength =1 （屈服强度）
Tang Mod=2.99（剪切模量）
3.2.3 问题描述图
图3-4 问题描述图
3.2.4 求解步骤（GUI方法）
步骤一：建立模型，给定边界条件。
在这一步中，建立计算分析所需要的模型，定义单元类型，材料性质
划分网格，给定边界条件。并将数据库文件保存为“exercise1.db”。
在此，对这一步的过程不作详细叙述（您也可以从§3.2.5中取出命令流段完成这一步骤）。步骤二：恢复数据库文件“exercise.db”
Utility Menu>File>Resume from
步骤三：进入求解器。
Main Menu>solution
步骤四：定义分析类型和选项
1、选择菜单路径Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis.
单击“Static”来选中它然后单击OK。
2、择菜单路径Main Menu>Solution>Unabridged Menu>Analysis Options。
出现对话框。
3、单击Large deform effects (大变型效应选项）使之为ON，然后单击OK。
步骤五：打开预测器。
Main menu> Solution>Unabridged Menu>Load step opts-Nonlinear> Predictor
步骤六：在结点14的Y方向施加一个大小为-0.3的位移
Main menu >Solution -Load -Apply >displacement >On Nodes
步骤七：设置载荷步选项
1、选择菜单路径Main Menu> Solution>Unabridged Menu>Load step opts-Time/Frequenc> Time
and substps。对话框出现。
2、对time at end of Load Step(载荷步终止时间）键入0.3
3、对Number of substeps (子步数)键入120。
4、单击automatic time stepping option（自动时间步长选项）使之为ON，然后单击OK。
5、选择菜单路径Main Menu > Solution>Unabridged Menu >Load step opts-Output ctrls >
DB/Resuls File。对话框出现。
6、单击“Every Nth substep”（“每隔N个子步”）且选中它。
7、对于Value of N (N的值）键入10然后单击OK。
8、单击ANSTS Toolbar上的SAVE_DB。
步骤八：求解问题
1、选择菜单路径Main Menu>Solution>-Solve-Current LS。
2、检阅状态窗口中的信息然后单击close。
3、单击Solve Current Load Step(求解当前载荷步）对话框中的OK开始求解。
步骤九：进行所需要的后处理。
3.2.5 求解步骤（命令流方法）
Fini
/cle
/prep7
/title,upsetting of an axisymmetric disk et,1,106,,,1
mp,ex,1,1000
mp,nuxy,,0.3
tb,biso,1
tbdata,,1,2.99
rect,0,6,0,1.5
lesi,1,,,12
lesi,2,,,5
mshape,0,2d
mshkey,1
amesh,all
nsel,y,1.5
cp,1,uy,all
nsel,all
fini
/solu
nsel,s,loc,x,0
dsym,symm,x
nsel,s,loc,y,0
dsym,symm,y
nsel,all
d,all,uz
nsel,y,1.5
d,all,ux
nsel,all
fini
save,exercise1,db resume,exercise1,db /solusion
nlgeom,on
pred,on
d,14,uy,-0.3
time,0.3
autot,on
nsubst,120
outres,all,-10 solve
fini
/post1
set,last
/dsca,,1
pldi,2
plns,nl,sv
fini
/post26
rfor,2,14,f,y
add,2,2,,,,,,-1.0 plva,2
fini
3.3 屈曲分析
屈曲分析是一种用于确定结构开始变得不稳定时的临界载荷和屈曲模态形状(结构发生屈曲响应时的特征形状)的技术，非线性屈曲分析是一种典型而且重要的几何非线性分析，因此后面各节对屈曲分析的概念和过程进行详细介绍。
3.3.1 屈曲分析的类型
ANSYS在ANSYS/Multiphysics、ANSYS/Mechanical、ANSYS/Structural以及ANSYS/Professional 中，提供两种结构屈曲载荷和屈曲模态的分析方法：非线性屈曲分析和特征值(线性)屈曲分析。这两种方法通常得到不同的结果，下面先讨论一下二者的区别。
3.3.1.1 非线性屈曲分析
非线性屈曲分析比线性屈曲分析更精确，故建议用于对实际结构的设计或计算。该方法用一种逐渐增加载荷的非线性静力分析技术来求得使结构开始变得不稳定时的临界载荷。见图3-5a。
应用非线性技术，模型中就可以包括诸如初始缺陷、塑性、间隙、大变形响应等特征。此外，使用偏离控制加载，用户还可以跟踪结构的后屈曲行为(这在结构屈曲到一个稳定外形，如浅拱的“跳跃”屈曲的情况下，很有用处)。
3.3.1.2 特征值屈曲分析
特征值屈曲分析用于预测一个理想弹性结构的理论屈曲强度(分叉点)。该方法相当于教科书里的弹性屈曲分析方法。例如，一个柱体结构的特征值屈曲分析的结果，将与经典欧拉解相当。但是，初始缺陷和非线性使得很多实际结构都不是在其理论弹性屈曲强度处发生屈曲。因此，特征值屈曲分析经常得出非保守结果，通常不能用于实际的工程分析。
图3-5 屈曲曲线
3.3.2 屈曲分析的用到的命令
用户可以应用与静力分析相同的命令集来进行屈曲分析。同样，不论何种分析，都可以应用类似的GUI菜单来建立模型和求解。
本章§3.6 给出了用GUI方法和命令流方法求解屈曲分析的例子。有关命令可参阅《ANSYS Commands Reference》。
3.4 非线性屈曲分析
非线性屈曲分析是在大变形效应开关打开的情况下[ NLGEOM ,ON]的一种静力分析，该分析过程一直进行到结构的极限载荷或最大载荷。其它诸如塑性等非线性也可以包括在分析中。
3.4.1 施加载荷增量
非线性屈曲分析的基本方法是，逐步地施加一个恒定的载荷增量，直到解开始发散为止。尤其重要的是，要一个足够小的载荷增量，来使载荷达到预期的临界屈曲载荷。若载荷增量太大，则屈曲分析所得到的屈曲载荷就可能不精确。在这种情况下，打开二分和自动时间步长功能[ AUTOTS ,ON]有助于避免这种问题。
3.4.2 自动时间步长功能
打开自动时间步长功能，程序将自动地寻找出屈曲载荷。如果在一个静力分析中，打开了自动时间步长功能并且加载方式是斜坡加载，而在某一给定载荷下解不收敛，程序就会将载荷载增量减半，在这个载荷下重新进行新一轮求解。在一个屈曲分析中，每一次这种收敛失败都通常伴随着一个“负主对角”信息，这意味着所施加的荷载等于或超过了屈曲载荷。如果程序接着又成功地求得了一个收敛解，则用户可以忽略这些信息。如果应力刚度激活[ SSTIF ,ON]，则用户应当在没有自适应下降
[ NROPT ,FULL,,OFF]的情况下运行，以确保达到屈曲荷载的下限。随着这种二分和重新求解过程，使得载荷步增量达到了所定义的最小时间步增量(由DELTIM或NSUBST命令定义)时，通常也就收敛到了临界载荷。因此用户所定义的最小时间步，将直接影响到求解的精度。
3.4.3 注意事项
特别要注意的是，一个非收敛的解，并不意味着结构达到了其最大载荷。它也可能是由于数值不稳定引起的，这可以通过细化模型的方法来修正。跟踪结构响应的载荷-变形历程，可以确定一个非收敛的载荷步，到底是表示了一个实际的结构屈曲，还是反映了其它问题。用户可以先用弧长法[ARCLEN]命令来进行一个预分析，以预测屈曲载荷(近似值)，将此近似值与用二分法求得的更精确的值作比较，来确定是否结构已真正达到了其最大载荷。用户也可以用弧长法本身来求得一个精确的屈曲载荷，但这需要用户自己不断地修正弧长半径，以及人工直接干预程序来执行一系列重求解。
除上面的论述以外，用户还需注意以下六点：
如果结构上的载荷完全是在平面内的(亦即只有膜应力或轴向应力)，则将不会产生导致屈曲所必须的面外变形，所进行的分析也就不能求得屈曲结果。要克服这个问题，可以在结构上施加一个很小的面外扰动，如一个适当的瞬时力或强制位移，以激发屈曲响应。(对结构作一个预先的特征值屈曲分析来预测屈曲模态很有用，它可以帮助用户确定施加扰动的合适位置以激起所希望的屈曲响应)。初始缺陷(扰动)应与实际结构在位置和大小上一致，因屈曲载荷对这些参数非常敏感。
在大变形分析中，力(和位移)将保持其初始方向，但表面载荷将跟随结构改变了的几何形状，因此，要确保所施加的载荷类型正确。
用户在实际工作中应将一个稳态分析进行到结构的临界载荷点，以计算出结构产生非线性屈曲的安全系数。仅仅说明结构在一个给定的载荷水平下是稳定的，在大多数实际的设计实践中并不足够。用户通常应提供一个确定的安全系数，而这一点必须通过屈曲分析得到结构实际的极限载荷来实现。
用户可以通过激活弧长法[ARCLEN]，将分析扩展到后屈曲范围。使用该特征来跟踪“载荷-变形”
曲线通过那些发生了“阶跃(snap-through)”或“回跃(snap-back)”响应的区域。
对于那些支持一致切向刚度矩阵的单元(BEAM4、SHELL63、SHELL141)，激活一致切向刚度矩阵
[ KEYOPT(2)=1 和NLGEOM ,ON ]可以增强非线性屈曲分析的收敛性，改善求解的精确度。单元的该 KEYOPT 必须在求解的第一载荷步之前定义，并且一旦求解开始后就不能改变。
其他许多单元(如BEAM188、BEAM189、SHELL181)将在[ NLGEOM ,ON] 时提供一致切线刚度矩阵。
3.4.4 初始缺陷（扰动）的施加
在进行非线性的屈曲分析时，分析过程与一般的非线性分析过程相同。采用一系列子步以增量加载的方式施加一给定载荷直到求解发散。在很多情况下，为了有助于计算，我们应在模型上施加－初始缺陷（扰动）。
预先进行一个特征值分析有助于非线性屈曲分析。
· 特征值屈曲载荷是预期的线性屈曲载荷的上限，可以作为非线性屈曲分析的给定载荷，在渐进加载达到此载荷前，非线性求解应该发散。
· 特征矢量屈曲形状可以作为施加初始缺陷或扰动载荷的根据。
以特征值的屈曲形状为基础定义初始几何缺陷的步骤如下：
1．建立没有初始几何缺陷的模型。
2．进行特征值屈曲分析。
3．用 UPGEOM或 UPCOORD命令来施加几何缺陷。
4．进行非线性屈曲分析。
3.4.5 弧长法的使用
当使用弧长法时，我们应注意以下几点：
1．在采用弧长法时，为了求得屈曲载荷，施加一比预测的屈曲载荷高出10％－20％的给定载荷，一般来说，特征值屈曲载荷是一较好的估计值。
2．当采用弧长法时，为了使计算更快，一般采用两个载荷步。
·在第一个载荷步中，打开自动步长使用一般的非线性屈曲过程，直到接近临界载荷。
·在第二个载荷步中，使用弧长法使分析通过临界载荷。
3．采用弧长法时，不要指定Time值，在进行弧长分析时，Time值实际上是载荷因子（给定载荷的乘子）。
4．如果使用弧长法分析失败，使用 NSUBST命令的NSBSTP域来减少初始半径可以加强收敛，使用ARCLEN命令的MINARC域来降低弧长半径的下限也可以克服收敛困难。
5．使用在时间历程后处理中得到的载荷－变形曲线来指导分析，当调整分析时，确定结构在哪儿变得不稳定可能是十分有用的。
6．使用较低的平衡迭代数（10－15）。
7．为了引起非线性的屈曲模式，有些弧长问题需要初始几何缺陷，对于这种情况，使用特征值分析得到模态，然后给模型加一个对应于此模态的几何缺陷来启动模态形状。
我们已经知道应力刚度矩阵[S]可以加强或减弱结构的刚度，这依赖于刚度应力是拉应力还是压应力。
对受压情况，当F增大时，弱化效应增加，当达到某个载荷时，弱化效应超过结构的固有刚度，此时没有了净刚度，位移无限增加，结构发生屈曲。
ANSYS的线性屈曲分析使用相似的概念，使用特征值的公式计算造成结构负刚度的应力刚度矩阵的比例因子。
([K] +λ[S] ){ψ}=0
其中：[K]＝刚度矩阵
[S]＝应力刚度矩阵
{ψ}＝位移特征矢量
λ＝特征值（也叫作比例因子或载荷因子）
利用上面的特征值公式可以决定结构的分叉点，分叉点是指两条或多条载荷－变形曲线的相交点。
具有分叉屈曲的结构在达到屈曲载荷之前其位移－变形曲线表现出线性关系，达到屈曲载荷之后，曲线将跟随另外的路线，分叉屈曲的典型例子是欧拉梁和薄的轴向加载的圆柱壳。
关于特征值公式的几点说明：
· 特征值表示给定载荷的比例因子
· 如果给定载荷是单位载荷，特征值即是屈曲载荷。
· 特征矢量是屈曲形状
· 一般来说只对第一个特征值和特征矢量感兴趣
由于特征值屈曲不考虑任何非线性和初始扰动，因此它只是一种学术解，利用特征值屈曲分析可以预测出屈曲载荷的上限，然而在通常情况下我们都期望得到保守载荷（下限）。特征值屈曲分析的优点是计算快。在进行非线性屈曲分析之前我们可以利用线性屈曲分析了解屈曲形状。
3.5.2 特征值屈曲分析的步骤
再一次提醒用户，特征值屈曲分析通常产生非保守结果，故通常不应用于实际结构的设计。若用户认为特征值屈曲分析对于自己的应用是合适的话，则可按如下步骤进行分析：
1、建立模型；
2、获得静力解；
3、获得特征值屈曲解；
4、展开解；
5、观察结果。
3.5.2.1 建立模型
定义作业名和分析标题，进入 PREP7 定义单元类型、单元实常数、材料性质、模型几何实体。这些任务与其它大多数分析类似，见《ANSYS Basic Analysis Guide》§1.2 和《ANSYS Modeling and Meshing Guide》。应注意：
只允许线性行为。如果定义了非线性单元，则将按线性单元对待。若结构中包含有接触单元，则基于它在静态预应力分析后的状态来进行其刚度计算，而且在后续分析中永不改变。
必须定义材料的弹性模量EX(或某种形式的刚度)。材料性质可以是线性、各向同性或各向异性，恒值或与温度相关。非线性性质即使定义了也将被忽略。
3.5.2.2 获得静力解
该过程与一般静力分析过程一致，只是要注意以下几点：
必须激活预应力影响[ PSTRES ]。因为该分析需要计算应力刚度矩阵。
通常只要施加一个单位载荷就足够了(亦即不用施加实际载荷)。由屈曲分析计算出的特征值，表示屈曲载荷系数。因此，若施加的是单位载荷，则该特征值就表示实际的屈曲载荷，并且所有的载荷都是作相应的缩放。注意，ANSYS允许的最大特征值是 1,000,000 -- 若求解时特征值超过了此限度，则用户应施加一个较大的载荷。
注意特征值对所有的载荷都作相应的缩放。如某些荷载是常数(如自重荷载)，而其他荷载是可变的(如外荷载)，则必须要确保从常数荷载得到的刚度，在特征值求解时不被缩放。达到这一目的的一个策略，是在特征解上迭代，调整可变荷载，直到特征值变成1.0(或接近1.0，即允许一些收敛容差)。用
，支承外荷载 A。为了在特这种迭代方法来得到最终结果时，设计优化功能最有用。如撑杆自重为W
征值屈曲分析中确定A的极限值，可以应用不同的A重复求解，直到由迭代得到特征值为可接受的 1.0。
图3-6 调整可变荷载直到得到特征值1
如同静力分析一样，可以在前处理阶段施加非0约束。在特征值屈曲分析中得出的解，是作用于非0约束值的荷载系数。但是，在这些自由度上，模态值为0，而不是指定的非0值。
求解完成后，退出求解器[ FINISH ]。
3.5.2.3 获得特征值屈曲解
这一步需要从静力分析中得到的 Jobname.EMAT 和 Jobname.ESAV 文件。而且，数据库必须包含该模型(需要时可以应用RESUME命令恢复)。获得特征值屈曲解有如下几个步骤：
1．进入求解
命令：/ SOLU
GUI：Main Menu>Solution
2．定义分析类型
命令： ANTYPE ,BUCKLE
GUI：Main Menu>Solution-Analysis Type-New Analysis
注意 --在特征值屈曲分析中，重启动分析无效。
注意 --在指定特征值分析时，将出现一个适合于屈曲分析的Solution菜单。这个菜单可能是“Abridged(简化)”或“Unabridged(完整)”菜单，这与你在进行这一步之前的操作有关。“Abridged(简化)”菜单仅包括屈曲分析中有效或推荐的求解选项。如处在“Abridged(简化)”菜单上，可以选“Unabridged(完整)”而进入到完整的菜单。参见《ANSYS Basic Analysis Guide》§3.11.1。
3．定义分析选项
命令： BUCOPT , Method,NMODE,SHIFT
GUI：Main Menu>Solution>Analysis Options
不论是用命令流方法还是GUI方法，用户可以指定下面这些选项：
Method：指定特征值提取方法。选择子空间迭代法或Block Lanczos方法。这两种方法都使用完全系统矩阵。
NMODE：指定提取的特征值数。缺省为1，一般来说已经足够。
SHIFT：指定要计算特征值的点(荷载作用点)。该选项在遇到数值问题时(例如由负特征值引起的问题)很有用。缺省值是0.0。
4．定义载荷步选项
特征值屈曲分析中，有效的载荷步选项是输出控制和扩展过程选项。
命令： OUTPR ,NSOL,ALL
GUI：Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Output Ctrls>Solu Printout
可以把扩展过程作为特征值求解过程的一个选项，也可以单独的步骤执行。在本书中，我们按单独执行来考虑。见3.5.2.4。
5．用一个另外的文件名保存一个数据库的备份文件(SAVE命令)
命令： SAVE
GUI：Utility Menu>File>Save As
6．开始求解
命令： SOLVE
GUI：Main Menu>Solution>-Solve-Current LS
求解过程的输出内容，主要是特征值结果，它被作为输出文件的一部分(Jobname.OUT)。特征值表示了屈曲载荷系数，若在前面静力分析中施加的是单位载荷，则特征值就是屈曲载荷。此时数据库或结果文件中还没有屈曲模态形状，因此还不能对结果作后处理，需先扩展解以后才能做后处理。
有些时候，用户可以发现程序同时计算出了正特征值和负特征值。此时，负特征值表示结构在相反的方向上施加载荷也会发生屈曲。
7．退出求解器
命令： FINISH
3.5.2.4 扩展解
若用户想要观察屈曲模态形状，则不管采用何种方法提取的特征值，都必须对解作展开。对于子空间迭代法(这时应用完全系统矩阵)，用户可简单地认为此步是将屈曲模态形状写入结果文件。
需要注意：
必须存在从特征值屈曲分析得到的模态文件(Jobname.MODE)。
数据库必须包含与求解时相同的模型。
展开屈曲模态形状的过程阐述如下：
1．重新进入求解器
命令：/ SOLU
GUI：Main Menu>Solution
注意 --用户在进行扩展解前，必须显式地离开求解器(用FINISH命令)，然后重新进入求解器(用/ SOLU命令)。
2．激活扩展过程及其选项
命令： EXPASS ,ON
GUI：Main Menu>Solution>-Analysis Type-ExpansionPass
3．指定扩展过程选项
命令： MXPAND , NMODE,,,Elcalc
GUI：Main Menu>Solution>-Load Step Opts-ExpansionPass> Expand Modes
不论是应用命令流方法还是GUI方法，都需要下面的选项：
NMODE：指定要扩展的模态数。缺省为提取的总模态数。
Elcalc：指明是否要计算“应力”。在特征值分析中“应力”并不是真实的应力，只是给出各个模态下一个相对应力或力的概念。缺省是不计算“应力”。
4．定义载荷步选项
在屈曲展开过程中，有效的载荷步选项只有下面的输出控制：
打印输出
该选项将任何结果数据包含在输出文件(Jobname.OUT)中。
命令： OUTPR
GUI：Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Output Ctrl>Solu Printout
数据库和结果文件输出
该选项控制结果文件(Jobname.RST)中的数据。
命令： OUTRES
GUI：Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Output Ctrl>
DB/Results File
注意 --OUTPR 和OUTRES命令中的 FREQ 域只能是 ALL 或 NONE，亦即，只能进行数据处理所有模态或无模态。
5．开始扩展
输出包括扩展模态形状，各个模态的相对应力分布(如果需要的话)。
命令： SOLVE
GUI：Main Menu>Solution>-Solve-Current LS
6．退出求解器
命令： FINISH
GUI：关闭求解菜单。
注意 --扩展过程在这里被描述成一个独立的步骤。用户可以把该过程作为特征值求解过程的一部分，方法是在特征值求解时将MXPAND命令((Main Menu>Solution>-Load Step
Opts-ExpansionPass>Expand Modes)包括进去，作为分析选项之一。
3.5.2.5 查看结果
屈曲扩展过程的结果写在结果文件(Jobname.RST)中，包括屈曲载荷系数、屈曲模态形状、相对应力分布等，可在 POST1 中对结果进行观察。
注意 --在用POST1观察结果时，数据库必须包含与屈曲计算相同的模型(需要时，可以用RESUME命令恢复)。而且，必须存在从扩展得到的结果文件(Jobname.RST)。
1．显示所有屈曲载荷系数
命令： SET ,LIST
GUI：Main Menu>General Postproc>Results Summary
2．读入想要观察的模态，以显示屈曲模态形状(在结果文件中，每个模态是作为一个独立的子步来保存的)。
命令： SET, SBSTEP
GUI：Main Menu>General Postproc>-Read Results-load step
3．显示模态形状
命令： PLDISP
GUI：Main Menu>General Postproc>Plot Results>Deformed Shape
4．等值线显示相对应力分布
命令： PLNSOL或PLESOL
GUI：Main Menu>General Postproc>Plot Results>-Contour Plot-Nodal Solution 或
Main Menu>General Postproc>Plot Results>-Contour Plot-Element Solution
有关命令 ANTYPE, PSTRES, D, F, SF, BUCOPT, EXPASS, MXPAND, OUTRES, SET, PLDISP, PLNSOL，参见《ANSYS Commands Reference》
3.6 屈曲分析实例
3.6.1 特征值屈曲分析
在这个实例分析中，我们将进行一个两端铰支杆的特征值屈曲分析。
3.6.1.1 问题描述
一根长为L，两端铰支的细长杆，受到轴向荷载作用。此杆截面的高度为h，面积为A。由于对称性，我们只给杆的上端建模，则上半部分的边界条件变为一端自由一端固支。为了描述屈曲模态，在X方向取10个主自由度。杆的惯性矩为I=Ah 2 /12=0.0052038 in 4。
3.6.1.2 问题详细说明
材料特性：E=30E6 psi
几何特性：L=200 in；A=0.025 in 2；h=0.5 in
荷载： F=1 lb
图3-7 (a)问题描述;(b)有限元模型图
3.6.1.3 求解步骤（GUI方法）
步骤一：设置分析标题
在进入ANSYS以后，按下面设置分析标题：
1、选择 Utility Menu>File>Change Title。
2、输入“Buckling of a Bar with Hinged Ends”，然后按“OK”。
步骤二：定义单元类型
定义单元类型为 BEAM3。
1、选择 path Main Menu>Preprocessor>Element Type> Add/Edit/Delete 出现单元类型对话框；
2、按“Add”，出现单元类型库对话框；
3、在左边选“Structural Beam”；
4、在右边选“2D elastic 3”；
5、按“OK”。
步骤三：定义实常数和材料特性
1、选“Main Menu>Preprocessor>Real Constants>Add/Edit/Delete”，出现实常数对话框；
2、选“Add”,出现单元类型的实常数对话框；
3、按“OK”，出现BEAM3实常数对话框；
=52083E-7，高度=0.5；
4、输入面积=0.25，惯矩I
ZZ
5、按“OK”；
6、按“Close”；
7、选“Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models”，出现材料模式行为对话框；
8、在可用的材料模式窗口中，双击“Structural->Linear->Elastic-> Isotropic”，出现一个对话框；
9、输入EX=30E6，按“OK”。这时在左侧窗口出现材料模式1；
10、选择“Material>Exit ”关闭窗口。
步骤四：定义节点和单元
1、选“Main Menu>Preprocessor> -Modeling- Create>Nodes>In Active CS”，出现 Create Nodes in Active Coordinate System 对话框；
2、节点号输入1；
3、按“Apply”，节点位置缺省为(0，0，0)；
4、节点号输入11；
5、输入X、Y、Z坐标(0，100，0)；
6、按“OK”，图形窗口出现2个节点。
注意 --缺省时，显示坐标符号。这样可能会挡住节点1的显示。可以用“Utility
Menu>PlotCtrls>Window Controls> Window Options”，并选择"Not Shown" 选项隐藏坐标符号。
7、选择“Main Menu>Preprocessor>-Modeling- Create> Nodes>Fill between Nds”，出现 Fill between Nds picking 拾取菜单。
8、拾取节点1和11，按“OK”。出现 Create Nodes Between 2 Nodes 对话框。
9、按“OK”接受缺省设置(即在节点1和11之间填充9个节点)。
10、选择“Main Menu>Preprocessor>-Modeling- Create> Elements>-Auto Numbered- Thru Nodes”，出现 Elements from Nodes 拾取菜单。
11、拾取节点1和2，按“OK”；
12、选择“Main Menu>Prepro cessor>-Modeling- Copy> -Elements- Auto Numbered”，出现 Copy Elems Auto-Num 拾取菜单；
13、按“Pick All”。出现 Copy Elements (Automatically-Numbered)对话框；
14、输入拷贝总数10，节点增量1；
15、按“OK”。现在图形窗口中，出现其余单元。
步骤五：施加边界条件和载荷。
1、选择“Main Menu>Solution>Unabridged Menu>-Analysis Type- New Analysis”，出现 New Analysis 对话框；
2、按“OK”接受缺省的“静力分析”选项；
3、选择“Main Menu>Solution>Analysis Options”，出现 Static or Steady-State Analysis 对话框；
4、在 stress stiffness or prestress 框中，选择“Prestress ON”；
5、按“OK”；
6、选择“Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structural-Displacement >On Nodes”。出现 Apply U,ROT on Nodes 拾取菜单；
7、在图形窗口中，拾取节点1，然后在拾取菜单按“OK”。出现Apply U,ROT on Nodes 拾取菜单；
8、按“ALL DOF”，然后按“OK”；
9、选择“Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structural- Force/ Moment>On Nodes”。出现Apply F/M on Nodes；
10、拾取节点11，按“OK”。出现 Apply F/M on Nodes 对话框；
11、在 Direction of force/mom 框，选“FY”；
12、输入力/弯矩值-1，然后按“OK”，在图形窗口中出现力的符号。
步骤六：求解静力分析
1、选择菜单路径“Main Menu>Solution>-Solve-curretn LS”；
2、认真检查状态窗口的信息，然后关闭之；
3、在 Solve Current Load Step 对话框中，单击“OK”开始求解；
4、在求解完成后，按“Close”关闭窗口。
步骤七：求解屈曲分析。
1、选择Main Menu>Solution>Analysis Type-New Analysis；
注意 --关闭警告窗口，如出现下列警告窗口：“Changing the analysis type is only valid within the first load step”。按“OK”将引起用户退出并重新进入SOLUTION。这将是荷载步记数到1。
2、选择“Elgen Buckling”选项，打开它，然后单击“OK”；
3、选择 Main Menu>Solution>Analysis Optios，出现分析选项对话框；
4、选择“Block Lanczos”选项，对抽取的模态数输入1；
5、单击“OK”；
6、选择Main Menu>Solution>-Load Step opts-Expansion pass> Expand Modes ；
7、对扩展的模态数输入1，然后单击“OK”；
8、选择Main Menu>Solution>-Solve-Current LS；
9、认真检查状态窗口的信息，然后关闭之；
10、在 Solve Current Load Step 对话框中，单击“OK”开始求解；
11、在求解完成后，按“Close”关闭窗口。
步骤八：进行后处理。
1、选择 Main Menu>General Postproc>-Read Results- First Set；
2、选择 Menu>General Postproc>Plot Results>Deformed Shape。出现Plot Deformed Shape 对话框；
abaqus压杆屈曲分析
a b a q u s压杆屈曲分析 Revised by Petrel at 2021
压杆屈曲分析1.问题描述 在钢结构中，受压杆件一般在其达到极限承载力前就会丧失稳定性，所以失稳是钢结构最为突出的问题。压杆整体失稳形式可以是弯曲、扭转和弯扭。钢构件在轴心压力作用下，弯曲失稳是常见的失稳形式。影响轴心受压构件整体稳定性的主要因素为纵向残余应力、初始弯曲、荷载初偏心及端部约束条件等。实际的轴心受压构件往往会存在上述的一种或多种缺陷，导致构件的稳定承载力降低。 本文利用abaqus对一定截面不同长细比下的H型钢构件进行屈曲分析，通过考虑材料非线性、几何非线性并引入初弯曲，得出构件发生弯曲失稳的极限荷载。通过比较不同长细比下的弯曲失稳的临界荷载得出构件荷载位移曲线，并与《规范》中的构件曲线相比较。钢构件的截面尺寸如图1-1所示。 构件的材料特性：,, 图1-1 2.长细比计算 通过计算截面几何特性，截面绕y轴的回转半径为,长细比取值及杆件长度见表1： 表1 50 60 80 100 120 150 180 （m） 1.92 2.30 3.07 3.84 4.60 5.76 6.90 3.模型分析
ABAQUS非线性屈曲分析的方法有riks法，generalstatics法（加阻尼），或者动力法。非线性屈曲分析采用riks算法实现，可以考虑材料非线性、几何非线性已及初始缺陷的影响。其中，初始缺陷可以通过屈曲模态、振型以及一般节点位移来描述。 利用abaqus进行屈曲分析，一般有两步，首先是特征值屈曲分析，此分析为线性屈曲分析，是在小变形的情况进行的，也即上面提到过的模态，目的是得出临界荷载（一般取一阶模态的eigenvalue乘以所设定的load）。其次，就是后屈曲分析，此步一般定义为非线性，原因在于是在大变形情况进行的，一般采用位移控制加修正的弧长法，可以定义材料非线性，以及几何非线性，加上初始缺陷，所以也称为非线性屈曲分析。此步分析，为了得到极限值，需要得出荷载位移曲线的下降段。缺陷较小的结构初始位移变形较小，在极值点突变，而初始缺陷较大的结构，载荷位移曲线较平滑。 4.建模计算过程 建模计算过程以长细比为50的构件为例，其余构件建模计算过程与之类似。 4.1buckle分析 1在buckle分析中创建part模块，创建的模型为三位可变形壳体单元，截面参数见图1-1，构件长度1.92。如图4-1示 图4-1 2定义材料特性及截面属性并将其赋予单元。材料定义为弹塑性，泊松比0.3，屈服强度，弹性模量；腹板和翼缘板为壳单元，厚度分别为0.008和0,01。材料定义见图4-2
ANSYS命令流学习笔记10-利用APDL在WorkBench中进行非线性屈曲分析
!ANSYS命令流学习笔记10-利用APDL在WorkBench中进行非线性屈曲分析 !学习重点： !1、强化非线性屈曲知识 首先了解屈曲问题。在理想化情况下,当F < Fcr时, 结构处于稳定平衡状态，若引入一个小的侧向扰动力，然后卸载, 结构将返回到它的初始位置。当F > Fcr时, 结构处于不稳定平衡状态, 任何扰动力将引起坍塌。当F = Fcr时,结构处于中性平衡状态，把这个力定义为临界载荷。在实际结构中, 几何缺陷的存在或力的扰动将决定载荷路径的方向。在实际结构中, 很难达到临界载荷，因为扰动和非线性行为, 低于临界载荷时结构通常变得不稳定。 要理解非线性屈曲分析，首先要了解特征值屈曲。特征值屈曲分析预测一个理想线弹性结构的理论屈曲强度，缺陷和非线性行为阻止大多数实际结构达到理想的弹性屈曲强度，特征值屈曲一般产生非保守解, 使用时应谨慎。 !理论解，根据Euler公式。其中μ取决于固定方式。 !有限元方法， 已知在特征值屈曲问题： 求解，即可得到临界载荷 而非线性屈曲问题： 其中为结构初始刚度，为有缺陷的结构刚度，为位移矩阵，为载荷矩阵。 非线性屈曲分析时考虑结构平衡受扰动（初始缺陷、载荷扰动）的非线性静力分析，该分析时一直加载到结构极限承载状态的全过程分析，分析中可以综合考虑材料塑性、几何非线性、接触、大变形。非线性屈曲比特征值屈曲更精确，因此推荐用于设计或结构的评价。 !2、熟悉WB中非线性屈曲分析流程 (1) 前处理，施加单元载荷，进行预应力静力分析。 (2) 基于预应力静力分析，指定分析类型为特征值屈曲分析，完成特征值屈曲分析。 (3) 在APDL模块将一阶特征屈曲模态位移乘以适当系数，将此变形后的形状当做非线性分析的初始模型。
最新ansys屈曲分析练习模型
ansys屈曲分析练习模型： 边界条件：底端固定 几何：长为100mm，截面：10mm×10mm 惯性矩：Izz=833.333 材料性质：E=2.0e5MPa,v=0.3 分析压力的临界值 分析过程：特征值屈曲分析方法： 1、建立关键点1(0 0 0),2(0 100 0) 2、在关键点1、2之间建立直线 3、定义单元类型(Beam3) 4、定义单元常数 5、定义材料属性
6、定义网格大小，指定单元边长为10 7、划分网格 （首先此处应该做一次模态分析，有模态数据文件，后出来才可以看屈曲模态。） 8、定义分析类型（static） 9、激活预应力效应。要进行屈曲分析，必须激活预应力效应。 10、施加位移约束（关键点1固定） 11、施加集中荷载，Fy=-1N 12、求解 13、结束求解， 14、重新定义分析类型（Eigen Buckling) 15、设置屈曲分析选项，提取1阶模态（菜单路径：Solution-->Analysis Type-->Analysis options 16、求解，结束后退出
17、解的展开 1）设置expansion pass “on” 2）设置展开模态为1（Load Step Options>ExpansionsPass>Single Expand>Expand Modes 3)重新求解 18、查看结果（临界载荷和屈曲模态等） 二、非线性分析方法 前8步与上述过程相同 9、设置分析控制（主要黄色高亮部分区域需要修改） 10、施加位移约束（关键点1固定） 11、施加集中荷载，Fy=-50000N，Fx=-250N 12、求解
采用ABAQUS进行屈曲后屈曲和破坏分析
| w w w .3d s .c o m | ? D a s s a u l t S y s t èm e s | Buckling, Postbuckling, and Collapse Analysis with Abaqus | w w w .3d s .c o m | ? D a s s a u l t S y s t èm e s | Day 1 ?Lecture 1Basic Concepts and Overview ?Workshop 1Buckling and Postbuckling Analyses of a Crane Structure ?Lecture 2 Finite Element Formulation ?Lecture 3Finite Element Implementation in Abaqus ?Lecture 4Eigenvalue Buckling Analysis ?Workshop 2Eigenvalue Buckling of a Ring Subjected to External Pressure ?Workshop 3 Elastic Buckling of Ring-Supported Cylindrical Shell under Hydrostatic Pressure
| w w w .3d s .c o m | ? D a s s a u l t S y s t èm e s | Buckling, Postbuckling, and Collapse Analysis with Abaqus Day 2 ?Lecture 5 Regular and Damped Static Solution Procedures for Postbuckling Analyses ?Workshop 4Nonlinear Buckling of Ring-Supported Cylindrical Shell under Hydrostatic Pressure ?Workshop 5Static Buckling Analysis of a Circular Arch ?Lecture 6Modified Riks Static Solution Procedure for Postbuckling Analyses ?Workshop 5Static Buckling Analysis of a Circular Arch (continued)?Lecture 7Dynamic Analysis Solution Procedures for Postbuckling Analyses ?Workshop 5Static Buckling Analysis of a Circular Arch (continued)?Workshop 6Tube Crush Dynamic Analysis ?Lecture 8Putting It All Together… ?Workshop 7Capstone Workshop: Lee’s Frame Buckling Problem ?Workshop 8 Buckling and Postbuckling Analyses of a Stiffened Panel | w w w .3d s .c o m | ? D a s s a u l t S y s t èm e s | Legal Notices The Abaqus Software described in this documentation is available only under license from Dassault Systèmes and its subsidiary and may be used or reproduced only in accordance with the terms of such license. This documentation and the software described in this documentation are subject to change without prior notice. Dassault Systèmes and its subsidiaries shall not be responsible for the consequences of any errors or omissions that may appear in this documentation. No part of this documentation may be reproduced or distributed in any form without prior written permission of Dassault Systèmes or its subsidiary.? Dassault Systèmes, 2011. Printed in the United States of America Abaqus, the 3DS logo, SIMULIA and CATIA are trademarks or registered trademarks of Dassault Systèmes or its subsidiaries in the US and/or other countries. Other company, product, and service names may be trademarks or service marks of their respective owners. For additional information concerning trademarks, copyrights, and licenses, see the Legal Notices in the Abaqus 6.11 Release Notes and the notices at: https://www.wendangku.net/doc/697617864.html,/products/products_legal.html.
本人学习abaqus五年的经验总结 让你比做例子快十倍
第二章 ABAQUS 基本使用方法 [2](pp15)快捷键：Ctrl+Alt+左键来缩放模型；Ctrl+Alt+中键来平移模型；Ctrl+Alt+右键来旋转模型。 ②(pp16)ABAQUS/CAE 不会自动保存模型数据，用户应当每隔一段时间自己保存模型以避免意外 丢失。 [3](pp17)平面应力问题的截面属性类型是Solid（实心体）而不是Shell（壳）。ABAQUS/CAE 推荐的建模方法是把整个数值模型（如材料、边界条件、载荷等）都直接定义在几 何模型上。 载荷类型Pressure 的含义是单位面积上的力，正值表示压力，负值表示拉力。 [4](pp22)对于应力集中问题，使用二次单元可以提高应力结果的精度。 [5](pp23)Dismiss 和Cancel 按钮的作用都是关闭当前对话框，其区别在于：前者出现在包含只读数 据的对话框中；后者出现在允许作出修改的对话框中，点击Cancel 按钮可关闭对话框，而不保存 所修改的内容。 [6](pp26)每个模型中只能有一个装配件，它是由一个或多个实体组成的，所谓的“实体”（instance） 是部件（part）在装配件中的一种映射，一个部件可以对应多个实体。材料和截面属性定义在部件 上，相互作用（interaction）、边界条件、载荷等定义在实体上，网格可以定义在部件上或实体上， 对求解过程和输出结果的控制参数定义在整个模型上。 [7](pp26) ABAQUS/CAE 中的部件有两种：几何部件（native part）和网格部件（orphan mesh part）。 创建几何部件有两种方法：（1）使用Part 功能模块中的拉伸、旋转、扫掠、倒角和放样等特征来直 接创建几何部件。（2）导入已有的CAD 模型文件，方法是：点击主菜单 File→Import→Part。网 格部件不包含特征，只包含节点、单元、 面、集合的信息。创建网格部件有三种方法：（1）导入 ODB 文件中的网格。（2）导入INP 文件中的网格。（3）把几何部件转化为网格部件，方法是：进 入Mesh 功能模块，点击主菜单Mesh→Create Mesh Part。 [8](pp31)初始分析步只有一个，名称是initial，它不能被编辑、重命名、替换、复制或删除。在初 始分析步之后，需要创建一个或多个后续分析步，主要有两大类：（1）通用分析步（general analysis step）可以用于线性或非线性分析。常用的通用分析步包含以下类型：—Static, General: ABAQUS/Standard 静力分析 —Dynamics, Implicit: ABAQUS/Standard 隐式动力分析 —Dynamics, Explicit: ABAQUS/ Explicit 显式动态分析
abaqus压杆屈曲分析78112
压杆屈曲分析 1.问题描述 在钢结构中，受压杆件一般在其达到极限承载力前就会丧失稳定性，所以失稳是钢结构最为突出的问题。压杆整体失稳形式可以是弯曲、扭转和弯扭。钢构件在轴心压力作用下，弯曲失稳是常见的失稳形式。影响轴心受压构件整体稳定性的主要因素为纵向残余应力、初始弯曲、荷载初偏心及端部约束条件等。实际 2 压杆截面尺寸（单位：m） 图1-1 2.长细比计算 通过计算截面几何特性，截面绕y轴的回转半径为i y=0.0384m ,长细比取
值及杆件长度见表1： 表1 3.模型分析 ABAQUS非线性屈曲分析的方法有riks法，general statics法（加阻尼），或者动力法。非线性屈曲分析采用riks算法实现，可以考虑材料非线性、几何非线性已及初始缺陷的影响。其中，初始缺陷可以通过屈曲模态、振型以及一般节点位移来描述。 利用abaqus进行屈曲分析，一般有两步，首先是特征值屈曲分析，此分析为线性屈曲分析，是在小变形的情况进行的，也即上面提到过的模态，目的是得出临界荷载（一般取一阶模态的eigenvalue乘以所设定的load）。其次，就是后屈曲分析，此步一般定义为非线性，原因在于是在大变形情况进行的，一般采用位移控制加修正的弧长法，可以定义材料非线性，以及几何非线性，加上初始缺陷，所以也称为非线性屈曲分析。此步分析，为了得到极限值，需要得出荷载位移曲线的下降段。缺陷较小的结构初始位移变形较小，在极值点突变，而初始缺陷较大的结构，载荷位移曲线较平滑。 4.建模计算过程 建模计算过程以长细比为50的构件为例，其余构件建模计算过程与之类似。 4.1 buckle分析 1 在buckle分析中创建part模块，创建的模型为三位可变形壳体单元，截面参数见图1-1，构件长度1.92。如图4-1示
ansys屈曲分析
ansys做屈曲分析的全部过程及示例 (2011-08-10 21:47:07) 转载▼ 标签： 杂谈 分析过程说明： 屈曲分析是一种用于确定结构开始变得不稳定时的临介荷载和屈曲结构发生屈曲响应时的模态形状的技术。ANSYS提供两种结构屈曲荷载和屈曲模态分析方法：非线性屈曲分析和特征值屈曲分析。 非线性屈曲分析是在大变形效应开关打开的情况下的一种非线性静力学分析，该分析过程一直进行到结构的极限荷载或最大荷载。非线性屈曲分析的方法是，逐步地施加一个恒定的荷载增量，直到解开始发散为止。尤其重要的是，要一个足够小的荷载增量，来使荷载达到预期的临界屈曲荷载。若荷载增量太大，则屈曲分析所得到的屈曲荷载就可能不准确，在这种情况下打开自动时间步长功能，有助于避免这类问题，打开自动时间步长功能，ANSYS程序将自动寻找屈曲荷载。 特征值屈曲分析步骤为：1.建模 2.获得静力解：与一般静力学分析过程一致，但必须激活预应力影响，通常只施加一个单位荷载就行了 3.获得特征屈曲解: A.进入求解 B.定义分析类型 C.定义分析选项 D.定义荷载步选项 E.求解 4.扩展解 之后就可以察看结果了 示例1： !<ansys 7.0 有限元分析实用教程> !3．命令流求解 !ANSYS命令流： !Eigenvalue Buckling
FINISH !这两行命令清除当前数据 /CLEAR /TITLE,Eigenvalue Buckling Analysis /PREP7 !进入前处理器 ET,1,BEAM3 !选择单元 R,1,100,833.333,10 !定义实常数 MP,EX,1,200000 !弹性模量 MP,PRXY,1,0.3 !泊松比 K,1,0,0 !创建梁实体模型 K,2,0,100 L,1,2 !创建直线 ESIZE,10 !单元边长为1mm LMESH,ALL,ALL !划分网格 FINISH !退出前处理 ！屈曲特征值部分 /SOLU !进入求解 ANTYPE,STATIC !在进行屈服分析之前，ANSYS需要从静态分析提取数据PSTRES,ON !屈服分析中采用预应力 DK,1,ALL !定义约束 FK,2,FY,-1 !顶部施加载荷 SOLVE !求解 FINISH !退出求解 /SOLU !重新进入求解模型进行屈服分析 ANTYPE,BUCKLE !屈服分析类型 BUCOPT,LANB,1 !1阶模态，子空间法
ansys桁架屈曲分析实例
一、桁架结构屈曲分析实例 命令流 ！步骤一前处理 /TITLE,buckling of a frame /PREP7 ET,1,BEAM4 R,1,2.83e-5,2.89e-10,2.89e-10,0.01,0.01, , RMORE, , , , , , , MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,,1.5e11 MPDATA,PRXY,1,,0.35 RPR4,3,0,0,86.6025e-3, VOFFST,1,1, , /VIEW,1,1,1,1 /ANG,1 /REP,FAST VDELE, 1 FLST,2,5,5,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,-5 ADELE,P51X LPLOT FLST,5,3,4,ORDE,2 FITEM,5,7 FITEM,5,-9 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,,_Y LESIZE,_Y1, , ,20, , , , ,0 FLST,5,6,4,ORDE,2 FITEM,5,1 FITEM,5,-6 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,,_Y LESIZE,_Y1, , ,3, , , , ,0 FLST,3,6,4,ORDE,2 FITEM,3,4 FITEM,3,-9
LGEN,15,P51X, , , , ,1, ,0 /PLOPTS,INFO,3 /PLOPTS,LEG1,1 /PLOPTS,LEG2,1 /PLOPTS,LEG3,1 /PLOPTS,FRAME,1 /PLOPTS,TITLE,1 /PLOPTS,MINM,1 /PLOPTS,FILE,0 /PLOPTS,LOGO,1 /PLOPTS,WINS,1 /PLOPTS,WP,0 /PLOPTS,DATE,2 /TRIAD,LTOP /REPLOT NUMMRG,KP, , , ,LOW NUMCMP,KP NUMCMP,LINE FLST,2,93,4,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,-93 LMESH,P51X FINISH ！步骤二获得静力解/SOL ANTYPE,0 NLGEOM,0 NROPT,AUTO, , LUMPM,0 EQSLV, , ,0, PRECISION,0 MSAVE,0 PIVCHECK,1 PSTRES,ON TOFFST,0, /PNUM,KP,0 /PNUM,LINE,0 /PNUM,AREA,0 /PNUM,VOLU,0 /PNUM,NODE,1 /PNUM,TABN,0 /PNUM,SVAL,0 /NUMBER,0 /PNUM,ELEM,0
abaqus压杆屈曲分析63758
压杆屈曲分析 1.问题描述 在钢结构中，受压杆件一般在其达到极限承载力前就会丧失稳定性，所以失稳是钢结构最为突出的问题。压杆整体失稳形式可以是弯曲、扭转和弯扭。钢构件在轴心压力作用下，弯曲失稳是常见的失稳形式。影响轴心受压构件整体稳定性的主要因素为纵向残余应力、初始弯曲、荷载初偏心及端部约束条件等。实际的轴心受压构件往往会存在上述的一种或多种缺陷，导致构件的稳定承载力降低。 本文利用abaqus 对一定截面不同长细比下的H 型钢构件进行屈曲分析，通过考虑材料非线性、几何非线性并引入初弯曲，得出构件发生弯曲失稳的极限荷载。通过比较不同长细比下的弯曲失稳的临界荷载得出构件荷载位移曲线，并与《规范》中的构件曲线相比较。钢构件的截面尺寸如图1-1所示。 构件的材料特性： E =2.0×1011 N m 2? ,μ=0.3 , f y =3.45×108N m 2? 压杆截面尺寸（单位：m）
图1-1 2.长细比计算 通过计算截面几何特性，截面绕y轴的回转半径为i y=0.0384m ,长细比取值及杆件长度见表1： 表1 λ50 60 80 100 120 150 180 ι（m） 1.92 2.30 3.07 3.84 4.60 5.76 6.90 3.模型分析 ABAQUS非线性屈曲分析的方法有riks法，general statics法（加阻尼），或者动力法。非线性屈曲分析采用riks算法实现，可以考虑材料非线性、几何非线性已及初始缺陷的影响。其中，初始缺陷可以通过屈曲模态、振型以及一般节点位移来描述。 利用abaqus进行屈曲分析，一般有两步，首先是特征值屈曲分析，此分析为线性屈曲分析，是在小变形的情况进行的，也即上面提到过的模态，目的是得出临界荷载（一般取一阶模态的eigenvalue乘以所设定的load）。其次，就是后屈曲分析，此步一般定义为非线性，原因在于是在大变形情况进行的，一般采用位移控制加修正的弧长法，可以定义材料非线性，以及几何非线性，加上初始缺陷，所以也称为非线性屈曲分析。此步分析，为了得到极限值，需要得出荷载位移曲线的下降段。缺陷较小的结构初始位移变形较小，在极值点突变，而初始缺陷较大的结构，载荷位移曲线较平滑。 4.建模计算过程
ANSYS命令流学习笔记8-特征值屈曲分析
!ANSYS命令流学习笔记8 -特征值屈曲分析 --案例来自于公众号：ansys学习与应用!学习重点： !1、熟悉beam单元的建模 !2、何为特征值屈曲分析Eigen Buckling 增加轴向载荷(F)时, 一个理想化的端部固定的柱体将呈现下述行为。 分叉点是载荷历程中的一点,，在理想化情况下, 临界载荷(Fcr)作用时, 柱体可向左或向右屈曲。当F < Fcr时, 柱体处于稳定平衡状态，若引入一个小的侧向扰动力，然后卸载, 柱体将返回到它的初始位置。当F > Fcr时, 柱体处于不稳定平衡状态, 任何扰动力将引起坍塌。当F = Fcr时, 柱体处于中性平衡状态，把这个力定义为临界载荷。在实际结构中, 几何缺陷的存在或力的扰动将决定载荷路径的方向。在实际结构中, 很难达到临界载荷，因为扰动和非线性行为, 低于临界载荷时结构通常变得不稳定。 特征值屈曲分析预测一个理想线弹性结构的理论屈曲强度，缺陷和非线性行为阻止大多数实际结构达到理想的弹性屈曲强度，特征值屈曲一般产生非保守解, 使用时应谨慎。 !3、特征值屈曲分析的理论计算及有限元计算 !理论解，根据Euler公式。其中μ=1。临界载荷为44.342。 F cr=π2EI 2 !有限元方法， 结构弹性矩阵为K e，在屈曲载荷P0作用下，产生位移{U0}，预应力{σ0} P0=K e{U0} 结构同时由于预应力{σ}发生刚度变化，此时刚度矩阵为K e(σ)，增量平衡方程为： ΔP=(K e+K eσ){ΔU} 线性条件下，屈曲行为是外载荷的线性函数则有 K eσ=λK eσ0；P=λP0；σ=λ{σ0} 增量平衡方程又表示为： ΔP=(K e+λK eσ0){ΔU} 临界载荷时达到不稳定状态，即使ΔP≈0，{ΔU}仍有数值，此时必须有： det K e+λK eσ0=0
Ansys12.0 Mechanical教程-6线性屈曲分析
Workbench -Mechanical Introduction Introduction 第七章 线性屈曲分析
简介 Training Manual ?本章将介绍线性屈曲分析。 ?内容: A.屈曲的背景知识 B B.屈曲分析步骤 C.Workshop 7-1 ?本章所述的功能，一般可用于ANSYS DesignSpace Entra及以上版本的许可。 –本章讨论的某些选项可能需要更高级的许可，但这些都指出相应的许可。
A. 屈曲的背景知识 Training Manual ?需要评价许多结构的稳定性。在薄柱，压缩部件，和真空罐的例子中，稳定性是重要的。 ?失稳（屈曲）的结构，负载基本上没有变化（超出一个小负载扰动）会有失稳曲的结构负载基本上有变化超出个小负载扰动会有一个非常大的变化位移{Δx} 。 F F 稳定的不稳定的
…屈曲的背景知识 Training Manual ?特征值或线性屈曲分析预测理想线弹性结构的理论屈曲强度。 ?此方法相当于教科书上线弹性屈曲分析的方法。 此方法相当于教科书上线弹性屈曲分析的方法 –用欧拉行列式求解特征值屈曲会与经典的欧拉解一致。 缺陷和非线性行为使现实结构无法与它们的理论弹性屈曲强度一致线性?缺陷和非线性行为使现实结构无法与它们的理论弹性屈曲强度致。线性屈曲一般会得出不保守的结果。 ?线性屈曲无法解释的问题 –非弹性的材料响应。 –非线性作用。 –不属于建模的结构缺陷（凹陷等）。
…屈曲的背景知识 Training Manual ?尽管不保守，线性屈曲有多种优点： –它比非线性屈曲计算省时,并且可以作第一步计算来评估临界载荷(屈曲开始时的载荷). ?在屈曲分析中做一些对比可以体现二者的明显不同 具 –线性屈曲分析可以用来作为确定屈曲形状的设计工具. ?结构屈曲的方式可以为设计提供向导
基于ABAQUS复合材料薄壁圆筒的屈曲分析
基于ABAQUS复合材料薄壁圆筒的屈曲分析 由于玻璃钢复合材料的薄壁圆筒结构具有强度高、重量轻、刚度大、耐腐蚀，电绝缘及透微波等优点，目前已广泛应用于航空航天和民用领域中。工程中广泛使用的这些薄壁圆筒，当它们受压缩、剪切、弯曲和扭转等荷载作用时，最常见的失效模式为屈曲。因此，为了保证结构的安全，需要进行屈曲分析。 对结构进行屈曲分析，涉及到较复杂的弹(塑)性理论和数学计算，要通过求解高阶偏微分方程组，才能求解失稳临界荷载，而且只有少数简单结构才能求得精确的解析解。因此，只能采用能量法、数值方法和有限元方法等近似的分析方法进行分析。近20年来，随着计算机和有限元方法的迅猛发展，形成了许多的实用分析程序，提高了对复杂结构进行屈曲分析的能力和设计水平。ABAQUS 就是其中的杰出代表。 1.屈曲有限元理论 有限元方法中，对结构的屈曲失稳问题的分析方法主要有两类：一类是通过特征值分析计算屈曲载荷，另一类是利用结合Newton—Raphson迭代的弧长法来确定加载方向，追踪失稳路径的几何非线性分析方法，能有效分析高度非线性屈曲和后屈曲问题。 1.1线性屈曲 假设结构受到的外载荷模式为P0。，幅值大小为λ，结构内力为Q，则静力平衡方程应为 λP0=λQ 进一步考察结构在(λ+△λ)P0载荷作用下的平衡方程，得到 {[K E]+[K S(S+λ△S)]+[K G(u?+λu?)]}△u?=△λP0由于结构达到保持稳定的临界载荷时有△λ，代入上式得 {[K E]+λ[K S△σ]+K G(△u?)}△u?=0 该方程对应的特征值问题为 det{[K E]+λ[K S△σ]+K G(△u?)}=0 如果忽略几何刚度增量的影响，屈曲分析的方程又可进一步简化为 det{[K E]+λ[K S△σ]}=0 该方程即为求解线性屈曲的特征值方程。λ为屈曲失稳载荷因子，(△u?)为结构失稳形态的特征向量。
ANSYS屈曲分析总结
《ANSYS屈曲分析总结》 很多现有的ANSYS资料都对特征值屈曲分析进行了较为详细的解释，特征值屈曲分析属于线性分析，它对结构临界失稳力的预测往往要高于结构实际的临界失稳力，因此在实际的工程结构分析时一般不用特征值屈曲分析。但特征值屈曲分析作为非线性屈曲分析的初步评估作用是非常有用的。 1. 非线性屈曲分析的第一步最好进行特征值屈曲分析，特征值屈曲分析能够预测临界失稳力的大致所在，因此在做非线性屈曲分析时所加力的大小便有了依据。 特征值屈曲分析想必大家都熟练的不行了，所以小弟不再罗嗦。小弟只说明一点，特征值屈曲分析所预测的结果我们只取最小的第一阶，所以你所得出的特征值临界失稳力的大小应为F＝实际施加力*第一价频率。 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）
ANSYS WORKBENCH 11.0线性屈曲分析
ANSYS WORKBENCH 11.0培训教程（DS）
第七章 线性屈曲分析
本章概述 ?在本章中将讲述DS中的线性屈曲分析的应用. –在DS中，进行线性屈曲分析类似于应力分析. –假设用户在此之前已经讨论过第四章线性静力结构分析的内容. ?本章所讨论的性能通常适用于ANSYS DesignSpace Entra licenses及更高licenses. –许多本章当中所讨论的选项需要更高级别的 licenses,但这些都没有直接的指出. –简谐和非线性静态结构分析在此没有讨论，但是在相关章节当中会有介绍.
屈曲分析的背景 ?许多结构需要估计结构的稳定性。细长柱、压缩部件、以及真空容器都是需要考虑稳定性的例子.?在不稳定(屈曲)开始时,结构在本质上没有变化的载荷作用下(超过一个很小的动荡)在x方向上的位移{?x}会有一个很大的改变. F F Stable Unstable
…屈曲分析的背景 ?特征值或线性屈曲分析预测的是理想线弹性结构的理论屈曲强度(分歧点). ?特征值方程决定了结构的分歧点.教科书上相应的方法近似于线弹性屈曲分析方法. –Euler柱的特征值屈曲方法与经典的Euler方法匹配.
…屈曲分析的背景 ?然而，非理想和非线性行为阻止许多真实的结构达到它们理论上的弹性屈曲强度。线性屈曲通常产生非保守的结果, 应当谨慎使用. –把屈曲当成苏打水罐: ?材料响应是非弹性的。需要考虑几何非线性的影响，接触 也是需要的。因此这些类型的非线性行为都不被考虑. ?在苏打水罐上的小的瑕疵,例如一个小的缺陷,将会影响响 应并且使模型不对称.然而，这些小的瑕疵在线性屈曲分析 中不予考虑.
ABAQUS非线性屈曲分析步骤
ABAQUS6.7非线性屈曲分析步骤 riks法，或者general statics法（加阻尼），或者动力法 一共三种方法， 【问】在aba中能实现非线性屈曲分析吗？在step中选定line- perturbation下的各项，其Nlgeom都为Off，是不是意味着是进行不了啊？ 【答】 line-perturbation应该是特征值屈曲分析，只能是线性的，要想进行非线性屈曲分析要引入初始缺陷 ABAQUS中非线性屈曲分析采用riks算法实现，可以考虑材料非线性、几何非线性已经初始缺陷的影响。其中，初始缺陷可以通过屈曲模态、振型以及一般节点位移来描述。 no.1:利用abaqus进行屈曲分析，一般有两步，首先是特征值屈曲分析，此分析为线性屈曲分析，是在小变形的情况进行的，也即上面提到过的模态，目的是得出临界荷载（一般取一阶模态的eigenvalue乘以所设定的load），且需要在inp 文件中，作如下修改 *node file,global=yes *End Step 此修改目的在于：在下一步后屈曲分析所需要的初始缺陷的节点输出为.fil文件。no.2：其次，就是所谓的后屈曲分析，此步一般定义为非线性，原因在于是在大变形情况进行的，一般采用位移控制加修正的弧长法，可以定义材料非线性，以及几何非线性，加上初始确定，所以也称为非线性屈曲分析。此步分析，为了得到极限值，需要得出荷载位移曲线的下降段，除了采用位移控制以及弧长法设定外，需在所得到的inp文件中，嵌入no.1中的.fil节点数据。修改如下： *IMPERFECTION（缺陷）, FILE=results_file（此文件名为.fil）, STEP=step(特征
ANSYS 圆管屈曲分析实验报告1
圆管屈曲分析实验报告 1、问题描述 图1为一薄壁圆管，壁厚为0.216m，直径为4m，高度为21.6m。圆管的材料弹性模量为210Gpa，泊松比为0.3。圆管两端面受约束，试分析此薄壁圆管侧壁四周受压情况下的屈曲临界载荷。 图1 薄壁圆管模型 2、问题分析 2.1、什么是模态及本题的模态阶数选取 模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。通过模态分析可以得出物体在某一易受影响的频率 范围内各阶主要模态的特性，就可以预知结构在此频段内，在外部或内 部各种振源作用下实际振动反应。因此，模态分析是结构动态设计及设 备的故障诊断的重要方法。 一个物体有很多固有振动频率（理论上是无穷多个），按照从小到大的顺序，第一个就叫一阶固有频率，以此类推。模态的阶数对应固有频 率阶数。一般，低阶模态刚度相对比较弱，在同样量级的激励作用下， 响应会相对所占的权值大一些，所以工程上低阶模态比较受关注，理论 上低阶模态理论也相对成熟。且用有限元进行模态分析计算，阶数越高，误差越大。 此题中分析对象比较简单，所以选取前5模态进行分析已经满足工程需要。 2.2、网格单元的选取 此薄壁圆管由于壁厚远远小于直径，均匀壁厚，材料结构简单，所以单元类型可以选用shell 93—八节点结构壳单元。 2.3、网格划分类型的选取 有限元分析的精度和效率与单元的密度和几何形状有密切关系，按
照相应的误差准则和网格疏密程度，应该避免网格的畸形，因此，划分 网格时，应尽量采用映射网格模式划分。本题中，圆管形状规则，采取 映射网格进行划分。 3、解题步骤 3.1、建立工作文件名及工作标题 选择Utility Menu→File→Change Jobname ，出现Change Jobname对话框，在Enter new jobname输入栏中输入工作文件名Tube, 点OK完成 设置。选择Utility Menu→File→Change Title，出现Change Title对话框，在输入栏中输入Buckling of a tube, 点OK, 完成设置。 3.2、定义单元类型 选择Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete，出现Element Type对话框，单击Add按钮，出现Library of Element Types对 话框，在Library of Element Types列表框中选择Structural Shell→Elastic 4node 63，点OK完成设置。 3.3、定义实常数 选择Main Menu→Preprocessor→Real Constants→Add/Edit/Delete，出现Real Constants对话框，单击Add按钮，出现Element Type for Real Constants对话框。单击OK按钮，出现Real Constants Set Number 1 for SHELL63对话框，在Shell thickness at node TK（I）、TK（j）、TK（K）三栏 中输入0.216，点OK完成设置。 3.4、定义材料性能参数 选择Main Menu→Preprocessor→Material Props→Material Models，出现Define Material Model Behavior对话框。在Material Models Available 一栏中依次选择Structural→Linear→Elastic→Isotropic选项，在EX栏中输 入21E10，在PRXY栏中输入0.3，点OK完成设置。 3.5、创建几何模型 选择Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→In Active CS，在弹出的对话框中的NPT Keypoint number栏中输入1，在X,Y,Z 输入栏中输入0,0,0，单击Apply；如此依次创建以下关键点及编号：2（2，0），3（2，21.6），4（0，21.6）； 选择Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Lines→Straight Line，出现Create Straight Line 拾取菜单，选取点2和点3，OK，做一条直线。选择Main Menu→Preprocessor→Modeling→Operate→ Extrude→Lines→About Axis命令，出现Sweep Lines about axis对话框，选 择通过2,3点建立的直线，点击Apply；再选取点1，和点4，单击OK， 形成一个圆柱面。如图2所示。
ANSYS结构稳定性分析
第三章几何非线性与屈曲分析 3.1 几何非线性 3.1.1 大应变效应 一个结构的总刚度依赖于它的组成部件（单元）的方向和单刚。当一个单元的结点经历位移后，那个单元对总体结构刚度的贡献可以以两种方式改变。首先，如果这个单元的形状改变，它的单元刚度将改变（图3-1(a) ）。其次，如果这个单元的取向改变，它的局部刚度转化到全局部件的变换也将改变（图3-1（b））。小的变形和小的应变分析假定位移小到足够使所得到的刚度改变无足轻重。这种刚度不变假定意味着使用基于最初几何形状的结构刚度的一次迭代足以计算出小变形分析中的位移（什么时候使用“小”变形和应变依赖于特定分析中要求的精度等级）。 相反，大应变分析考虑由单元的形状和取向改变导致的刚度改变。因为刚度受位移影响，且反之亦然，所以在大应变分析中需要迭代求解来得到正确的位移。通过发出NLGEOM ，ON（GUI路径Main Menu>Solution>Analysis Options)，来激活大应变效应。这种效应改变单元的形状和取向，且还随单元转动表面载荷。（集中载荷和惯性载荷保持它们最初的方向。）在大多数实体单元（包括所有的大应变和超弹性单元），以及部分的壳单元中大应变特性是可用的。在ANSYS/Linear Plus程序中大应变效应是不可用的。 图3-1 大应变和大转动 大应变过程对单元所承受的总旋度或应变没有理论限制。（某些ANSYS单元类型将受到总应变的实际限制──参看下面。）然而，应限制应变增量以保持精度。因此，总载荷应当被分成几个较小的步，这可用〔NSUBST ，DELTIM ，AUTOTS 〕命令自动实现(通过GUI路径Main Menu>Solution>Time/Frequent)。无论何时如果系统是非保守系统，如在模型中有塑性或摩擦，或者有多个大位移解存在，如具有突然转换现象，使用小的载荷增量具有双重重要性。 3.1.2 应力－应变 在大应变求解中，所有应力─应变输入和结果将依据真实应力和真实（或对数）应变（一维时，真实应变将表示为ε=Ln(l/l 0 ) 。对于响应的小应变区，真实应变和工程应变基本上是一致的）。要从小工程应变转换成对数应变，使用ε Ln=Ln(l+ε eng )。要从工程应力转换成真实应力，使用σ true=σ eng(1+ε eng ) （这种应力转化仅对不可压缩塑性应力─应变数据是有
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