ABAQUS模态屈曲分析例子

1、计算方法和模型简介及分析过程1.1计算方法利用abaqus进行屈曲分析， 般分为两步首先是特征值屈曲分析，此分析为线性 屈的分析，是在小变形的情况进行的，是用于预测一个理想葬性结构的理论屈曲荷载, 井在inp文件里做定的修改，此修改是在卜步后丽曲分析所寄要的初始缺陷的节点输出 为仙文件，作为卜步后屈曲分析所需要的初始缺陷的数据其次，就是非线性屈曲分析, 此步般定义为非成性，原因在于是在大变形情况进行的，故采用位移控制加修正的孤K 法（riks法），可以定义材料非线性，儿何非线性，以及加上初始缺陷.此步分析，为了得 到极艰值，需要得出荷藐位移曲线的下降段，除r采用位移控制以及弧氏法设定外，需在所

2、 得到的inp文件中，联入第步分析中的刊节点数据.1.2模型简介本文利用abaqus仃限元分析软件时，采用梁单.元，所选取的是热轧工字型裁面, 截面参数见图（单位m）:图热轧T字钢检面参数乂，其中的材料本构关系采用双线性型性材料模型，所选材料为0345钢材，故怦性模呈为:2. IcllPa,屈服强度取：3. 45c8Pa,泊松比取0.3.图热轧T字钢截面参数乂，其中的材料本构关系采用双线性型性材料模型，所选材料为0315钢材，故弹性模立为：2. IcllPa,屈服强度取：3.45e8Pa,泊松比取0.3。本文共做15个模型的分析，其中每个模型的截面参数保持不变，通过改变杆件的计 算&度

3、进血实现不同的K细比分析，备模型的哉面惯性矩及&细比等洋见表1.2模型计算参 数详表.表1.2模型计算参数详表编号计算K度1(m )截面面积A(tn 2 )1 y ( m 4 )。(m 2 )z12.00.005680.000013340.0484664341.272250.005680.000013340.0484664351.5833.00.005680.000013340.0484664361.9043.50.005680.000013340.0484664372.2154.00.005680.000013340.0484664382.5364.50.005680.0000133

4、40.0484664392.8575.00.005680.000013340.04846643103.168550.005680.000013340.04846643113.4896.00.005680.000013340.04846643123.810650.005680.000013340.04X46643134.11117.00.005680.000013340.04X46643144.43127.50.005680.000013340.04846643154.75138.00.005680.0(X)013340.0484664316S.06148.50.005680.000013340

5、.04846643175.38159.00.005680.000013340.04X46643185.70注】由于弯前失稽是，偌弱轴方向失稳,故在此只列出弱轴方向的相关神存专数.井不在另外列出强轴方向的相关计算参数.1.3分析过程以氏细比为51.58的为例:1.3.1特征值屈曲分析：第步：在Part模块定义梁单元第二步，在Part模块定义构件K度(2.5m)分别输入(0,1.25) , (0. -1.25)第三步，在Property模块定义祗面属性第四步：在Property模块定义祓面方向点主菜单栏的Assign并选择 Beam Section Orientation 后输入(1.0,0.0,

6、0.0)第Ji步：在Assembly模块组装模型第六步'在Step模块定义buckle分析步第七步：在Load模块定义模型的边界条件Name: Load-1Type Concentrated force5tep: 5tep-l (BucMe)Recn： (Picted) RNse:BCITyu»：Step:Region：Dbpiduen hm </RuUsUunIneial(Pitted) &IMame: DC-2Type： Dlspidcemert/vs.otationStep:Ir<ial只gon: (Fickod) 4C5Y5： (Global) &

7、#187; J.C5YS: (Global) A A0 Oso 0nURONote:ement value Ml be n sajbsequent steps.PC Cancel JCancel CSY5: (Global)云 ADtslribution：Uniform0徊CF1:0CF2:1E+0O9CF3:0Note: Force vm(I be applied per node.1 X ICancel J定义轴向力定义约束条件第八步，在Mesh模块定义网格划分_ Saing ControlsApproximate global size: 0.50 Curvature controlMa

8、xmum deviabon factor (0.0 < h/L < 1.0): 0.1 (Approxrnate nirrtjer of etetnerts per or de: 8)Mlrwrujfn size cortrol® By fraction of global size (0.0 < min < 1.0) 04O By absolute vdue (0.0 <fnn < gtobS size) 0.1OK Apply J ( Defaults Caned第九步r在任意模块修改RP文件.修改治句如正*node file第十步：在Job模

9、块提交并计算完成buckle分析1.3.2非线性翩曲分析：第步：拷贝前步即特征值屈仙分析所用的模型第二步，在Step模块定义Riks分析步第三步：引入初始缺陷在第二个模型的任意模块，点击菜单栏中的model,再点击其卜.拉栏中的Edit Keywords修改INP文件，修改内容如下：niperfecbonjile«buddeb3/step-1ble-22Je-3其含义即为引入buckle分析步中的阶模态的1%,二阶模态的1%。作为非线性屈仙分析中模羹的初弯曲°第四步r在Job模块提交并计算完成Riks分析第五步r在Visualization模块中进彳j后处理 画由布载也移曲

10、线如下提取数阳至Excel进行进莎处理。二.计算结果分析2.1荷我也移曲线编号123456789103比人41.2751.5861.9072.2182.5392.85103.16113.48123.8134.11编号11121314151617181920长用比人144.43154.75165.06175.38185.70一一一一Displaceaent (m)geoucDisplacement ()50. 00E-HJ0 1.00E-012.00E-01 3.00E-01 4.00E-01 5.00E-01 6.00E-01 7.00E-018.00E-01 Displacoaent (n)

11、432 !0从以上三个荷栽位移曲线可知，箕细比越小.弯曲失危的极取荷城越大：达到r弯仙失照的 极限荷我以后，荷裁位移曲线均呈现下降段.2.2稳定系数比较£钢结构设计规范GB50017-2003表5.1.2-1知本文所用模型我面分类属于b类：M 0.215 时.当 0.215时,夕其中，上述计算公式2.2中的系敬%、。，按表2.2查取:(2-2)*钢结构设计规范GB50017-2003中附录C轴心受川构件的枪定系数的计算公式:表2.2公式22的系数。广、截面类别«1a2«3a类0.410.9860.152b 类0.650.9650.300C类A S I.Q5 90.

12、730.9060.595A. > 1.051.2160.302d类A. Ml .051.35。郴0915A > 1.05 .1.3750.432由于规范中的系数气.ar %是考虑r残余成力、初始弯曲的，另本文的模型并不考虑残余应力的影响，结合上述的枪定系数计算公式22为rnYj淀的可比性，在选取系数 时，取为1.0,其余系数依IF1按照表2.2选取"而木文中的模型的稳定系数按以下公式计算: 。=3、，其中，、是非线性分析的稳定槌限荷我，A为截而面积.4为Q345钢材的 抗Jk强度标准值，取为3.45eXN/mm2.由本文的数据算得的耘定系数与规范中的检定系数的 详细比较见

13、表2.2.1：表221稳定系数的比较编号K细比失惹极限荷 毂(N)N.。= Afy规范中的程 定系数9误差141.2717512500. 8940. 8258. 30%251.5814419800.7360. 7653. 76%361.913194000.6730. 6942. 99%472.2111891100.6070.6171.62%582. 5310644600.5430. 5390. 78%692. 859233600.4710. 4670. 99%7103. 168103300. 4140. 4032. 60%8113.487079530. 3610. 3493. 55%9123.

14、86214270.3170. 3034. 50%10134.115478900. 2800. 2665. 28%11144. 434837990. 2470. 2345. 58%从表221可看出，除了第个以外，由模型计算山来的稳定系数与规范中的稳定系数的误 差在1%到5%之间浮动，属于可接受的范围.由规范中的程定系数他线与模型计算山来的 稳定系数曲线所做的比较可见下图：< 1.0000. 8000. 6000. 4000. 2000. 000【冬者文献】(1 K志被蛆谏：编姑枸原理与设计，中国盛筑工*出版社；2 XJL«|：ABAQCS诂豹工程分新及实例详解如 中国建筑工也出版社;石亦平：ABAQUS有限元分析实例详衅，机械工业出版社；4石亦平：ABAQUS有RL元分析常见何题解谷乳 机械工业出版社：建花：a基十ABAQVS的有峰元分析和应用，清华大孕出版社；(6钢仙杓设计规范(GB 50017- 2003h目录【摘要】2【关键词】2一. 计算方法和模型简介及分析过程31.1计算方法31.2模型简介313分析过程51.3.1特征值屈曲分析51.3.2非线性屈曲分析10二. 计算结果分析132.1荷载.位移曲线132.2稳定