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ANSYS Workbench模型几何缺陷的引入与非线性屈曲分析

6月前浏览12628

本文摘要(由AI生成):

文章介绍了在非线性屈曲分析中引入几何缺陷的方法,该方法分为两个阶段:特征值分析和引入小扰动作为结构的几何缺陷。具体操作方法包括新建特征值分析流程、静力分析系统以及共享材料数据。文章还介绍了一个典型计算实例,包括悬臂钢板的尺寸、材料属性和计算结果。最后,文章指出,悬臂板的极限承载力低于特征值屈曲分析的临界承载力。


在一些特定的非线性分析场合,如:非线性屈曲分析,需要为模型引入一个几何缺陷。在较新的Workbench版本中已经可以实现这一功能,其实现过程分为两个阶段:第一阶段是进行特征值分析,得到变形模式;第二个阶段是引入小扰动作为结构的几何缺陷。

具体操作方法为:

新建一个特征值分析的流程(系统A和B),再新建一个运行后续非线性屈曲分析的静力分析系统C,如下图所示。

共享材料Data数据B2:Engineering Data到C2:Engineering Data,传递变形结果数据B6:Solution到C4:Model,注意到此时C4:Model自动变为C3:Model,如下图所示。

选择单元格B6:Solution,通过Workbench菜单View>Properties,在Properties of Schematic B6:Solution中设置Scale Factor和引入缺陷的屈曲模态号Mode,如下图所示。

下面对一个典型计算实例进行简要的介绍。

悬臂的方形钢板,如下图所示。钢板尺寸为1000mm×1000mm×10mm,底部(A端)为固定约束,顶部悬臂端(B端)作用有面内的荷载。

如果悬臂钢板所采用钢材弹性模量2.0×105MPa,屈服强度为300MPa,屈服后切线模量为2.0×103MPa。计算此悬臂钢板的极限受压承载能力。下图为材料非线性应力-应变曲线。

在Mechanical组件中进行特征值分析,得到一阶屈曲荷载约为4.35kN,引入基于第一阶屈曲变形最大侧向变形为10mm的几何缺陷,进行非线性屈曲分析。经过计算后得到板的X方向(加载方向)反力与板自由端中间节点面外位移之间关系如下图所示。

由上述的载荷-变形曲线可知,悬臂板的极限承载力为曲线顶点,其数值约为41415N,低于特征值屈曲分析的临界承载力。

注:本文转载自微 信公 众号 洞察FEA。


MechanicalMechanical APDLWorkbench非线性通用航空航天轨道交通汽车
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首次发布时间:2020-03-27
最近编辑:6月前
尚晓江
博士 | 博士 技术专家 海内存知己,天涯若比邻
获赞 618粉丝 10760文章 77课程 24
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未登录
3条评论
图惜
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2年前
尚老师,我看了您的书,对于初始缺陷有个疑问还望解答,缺陷因子为什么取5呢,5是从哪里得出来的呢
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KDA
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3年前
老师您好,请问如何导入多个缺陷得线性组合?非常感谢!
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离离原上
签名征集中
4年前
尚老师,您好,我想请教一下引入初始缺陷时,scale factor应该如何确定,该怎么理解?哪里能找到相关的资料?
回复 1条回复
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