ABAQUS 非线性屈曲分析三大方法详细介绍

2017-06-16 by:CAE仿真在线来源:互联网

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(特征值分析步名),
1(模态),2e-3(模态的比例因子,此值一般取杆件的1%,壳体厚度1%)
此修改一般加在boundary之后step之前。
Re:新手请教非线性屈曲中如何加初始扰动?
6.2.4 Unstable collapse and postbuckling analysis
Rik法用于跳越失稳问题的研究,也可以用于分支屈曲的后屈曲研究。分支屈曲的后屈曲分析不能直接在分支屈曲后面研究,而是要给一个初始缺陷,使力学响应呈连续状态(非线性)
7.6.1 Introducing a geometric imperfection into a model
定义初始缺陷
Abaqus用三种手段定义初始缺陷,根据分支屈曲模型取一个线性组合,根据静力分析结果,直接指定。除非初始缺陷已经知道,一般采用第一种方法。
第一步,特征屈曲分析,Write the eigenmodes in the default global system to the results file as nodal data (“Output to the data and results files,” Section 4.1.2).
第二步,将这些特征屈曲模态添加到perfect 几何体中,作为初始缺陷,
where is the mode shape and is the associated scale factor.
一般来说系数w,在第一阶模态最大,而且w一般取结构几何参数的倍数,如壳的厚度的0.1倍,等。
第三步,用rik法进行分析。
ABAQUS通过节点标签来输入初始缺陷(imperfection)但是软件不会去确认两个模型的兼容性,所以要特别注意节点标号的一致性。
Defining an imperfection based on eigenmode data/
Input File Usage:
*IMPERFECTION, FILE=results_file, STEP=step, NSET=name
Defining an imperfection based on static analysis data
可以基于前一步的静力分析输入初始缺陷,可以定义某个载荷步的结果,也可以不指定,默认输出文件里的最后一个载荷步
Input File Usage:
*IMPERFECTION, FILE=results_file, STEP=step, INC=inc, NSET=name
Defining an imperfection directly
可以通过局部或整体坐标定义,也可以读入相应的文件
Input File Usage:
*IMPERFECTION, SYSTEM=name, INPUT=input file
If no input file is specified, ABAQUS assumes that the data follow the option.
缺陷敏感度的问题上,可以通过改变缺陷的系数(W),用分析结果变化大小来评估。
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,可以说较容易分析。

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