非线性屈曲分析.doc

ansys workbench非线性屈曲分析(2013-08-26 21:26:29) 转载标签： ansys很多旋转受压结构必须进行屈曲分析，常规结构屈曲分析软件有nastran、abaqus和ansys，nastran对线性大型模型分析效率较高；abaqus屈曲分析使用较少；ansys使用比较频繁，其快速建模，与CAD软件的良好借口及有限元模型前处理的便捷性（WB界面）很有吸引力，屈曲分析功能较为完善，可以进行线性、非线性和后屈曲分析。ansys学习资料中介绍较多的是线性屈曲分析。线性屈曲分析在工业实际中预测的值偏高，有的甚至超过实际实验测试值的几十倍，线性分析唯一优势是其分析速度较快。但在实际中其预测值参考价值不大，仅给定结构屈曲失效的上限值。非线性屈曲分析考虑其他因素，包括结构加工缺陷（几何），材料非线性等，因此较为接近实际情况，但计算耗时较长。针对最艰难学习情况归纳总结非线性屈曲分析时技术要点及应注意事项。对于规则旋转壳，承受外压载荷作用，进行非线性屈曲分析时，必须加上几何缺陷，关键步是添加APDL语句/prep7upgeom,0.1,1,1,file,rstcdwrite,db,file,cdb/solu该步引入屈曲模态情况下的几何缺陷，缺陷为屈曲模态变形相对值的0.1倍，该值可以根据实际加工水平等其他条件确定，上述语句保存在txt文档中，在workbench流程APDL模块调用。分析详细流程为，static structure模块导入几何，施加载荷和边界条件，分析求解，将linear buckling拖入流程中，共享static structure模块数据，进行线性屈曲模块分析，Mechanial APDL模块调用屈曲分析结果，并调入（addinput）上面内含几何缺陷命令语句命令的txt文件，更新，将Mechanical结果导入Finite Element modeler模块，更新，此时在缺陷附近的单元节点位置发生改变。在Finite Element modeler重构几何，导入static structure模块，此时可设置结构材料塑性参数，如屈服强度，剪切模量等。进入Mechanical分析中，设置分析选项，主要设置分析步数和稳定能，分析步应设的足够大，便于捕捉屈曲临界载荷值。最后求解，屈曲载荷位移曲线中有突变点，该处即为屈曲临界载荷值。以受外压的圆柱壳为例流程如下线性静力分析后进行屈曲分析，线性静力分析约束及载荷如下，圆柱壳两端固定约束，中间承受1MPa压力作用屈曲分析结果如下，载荷乘子1.5155，因此结构线性屈曲载荷为1.5155MPa将屈曲分析模态位移结果导入Mechanical APDL中，添加upgeom.txt更细结构单元节点位置，将Mechanical APDL中结果导入Finite Element Modeler中，重建模型导入static structure中，添加边界条件，注意此时压力载荷施加应超过屈曲载荷1.5155MPa，这里取2MPa。分析设置如下图，设置分析时间2000s，打开几何分线性开关，设置载荷步初始200，最小100，最大1000.保证能有效捕捉屈曲点。打开stabilization，开启稳定性分析。最终求解得到结构载荷位移曲线，曲线中应出现一突变段，如下图所示，在1250s时刻，位移突变，因此考虑几何非线性时，结构屈曲载荷为1.25MPa，小于线性屈曲分析结果。注意以上分析时，缺陷放大因子取0.2。放大因子取0.1时，结构载荷位移曲线没有突变段，呈现线性关系。具体如何取值应根据实际情况确定。查看: 2630|回复: 0 workbench非线性屈曲分析实例与问题 复制链接 caihaitao008 caihaitao008 当前离线 积分7 3主题0帖子7积分学徒工学徒工, 积分 7, 距离下一级还需 93 积分学徒工, 积分 7, 距离下一级还需 93 积分积分7 发消息 电梯直达 楼主 发表于 2013-9-5 19:15:58 | 只看该作者 |倒序浏览 |阅读模式 WB的功能非常强大，但是自由度不如CLASSICAL。现在就遇到一个问题，WB很多教材里面关于稳定性的都是线性屈曲分析，做非线性屈曲分析的方法不是太清楚。在国外网站上找到一些教程，但是有一些关键步骤不太清楚，所以拿出来和大家一起讨论讨论如何用WB做非线性屈曲分析。如上图可以看到，用WB做非线性屈曲的分析和ANSYS的流程都是一样的，先得到线性屈曲的特征值。再提取计算结果，赋初始缺陷，初始载荷。通过大变形静力学分析得到非线性屈曲结果。现在还搞不太清楚的就是提取结果这个过程。也就是这个过程，将LINEAR BUCKLING的结果连接到MECHANICAL APDL里面，需要写入一个INP文件，也就是WB和ANSYS之间的数据链接，不知道有哪位大神能解释里面的操作。之后的操作就简单了，用FE修一下模型，再连到有大变形的静力分析上，通过迭代计算得到发散的解，就能得到非线性的屈曲结果。但是现在就卡在了从LINEAR BUCKLING 到MECHANICAL APDL这一步，不知道有没有人以前做过非线性屈曲分析，或是知道该怎么处理这一步操作的 谢谢啦