Ansys-第21例非线性屈曲分析实例.docx

第21例非线性屈曲分析实例—悬臂梁本例通过计算悬臂梁的临界载荷，介绍了利用ANSYS进行非线性屈曲分析的方法、步骤和过程。21.1非线性屈曲分析过程1．建立模型非线性屈曲分析的建模过程与其他分析相似，包括选择单元类型、定义单元实常数、定义材料特性、定义横截面、建立几何模型和划分网格等。2．求解(1)进入求解器。(2)指定分析类型。非线性屈曲分析属于非线性静力学分析。(3)定义分析选项。激活大变形效应。(4)施加初始几何缺陷或初始扰动。可以先进行线性屈曲分析，将分析所得到的屈曲模态形状乘以一个较小的系数后作为初始扰动施加到结构上，本例即采用该方法。(5)施加载荷。所施加的载荷应比预测值高10%一21%。(6)定义载荷步选项。(7)设置弧长法。(8)求解。3.查看结果在POST26时间历程后处理器中，建立载荷和位移关系曲线，从而确定结构的临界载荷。21.2问题描述及解析解图21-1(a)所示为一悬臂梁，图21-1(b)为梁的横横截面形状，分析其在集中力P作用下的临界载荷。已知截面各尺寸分别为H=50mm、h=43mm、B=35mm、b=32mm，梁的长度L=1m。钢的弹性模量E=2xl011N/m2，泊松比p=0.3。图21-1工子悬臂梁21.3分析步骤21.3.1改变任务名拾取菜单UtilityMenu→Jobname，弹出如图21-2所示的对话框，在“[/FJLNAM]”文本框中输入EXAMPLE21，单击“OK”按钮。21.3.2选择单元类型拾取菜单MainMenu→Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete，弹出如图21-3所示的对话框，单击“Add.”按钮，弹出如图21-4所示的对话框，在左侧列表中选“StructuralBeam”，在右侧列表中选“3node189”，单击“OK”按钮，返回到如图21-3所示的对话框，单击“Close”按钮。图21-2改变任务名对话框图21-3单元类型对话框图21-4单元类型库对话框21.3.3定义梁的横截面拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Sections→Beam→CommonSections，弹出如图21·5所示的对话框，选择“Sub-Type”为“I”（横截面形状），在“W1”、“W2”、“W3“、“t1”、“t2”、“t3”文本框中分别输入0.035、0.035、0.05、0.0035、0.0035、0.003，单击”OK“按钮。21.3.4定义村料模型拾取菜单MainMenu→Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels，弹出如图21-6所示的对话框，在右侧列表中依次拾取“Structural”、“Linear”、“Elastic”、“Isotropic”，弹出如图21-7所示的对话框，在“EX”文本框中输入2e11（弹性模量），在“PRXY”文本框中输入0.3（泊松比），单击“OK”按钮，然后关闭如图21-6所示的对话框。图21-5设置横截面对话框图21-6材料模型对话框21.3.5创建关键点拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints—InActiveCS，弹出如图21-8所示的对话框，在“NPT”文本框中输入1，在“X，Y，Z”文本框中分别输入0，0，0，单击“Apply”按钮；再在“NPT”文本框中输入2，在“X，Y，Z”文本框中分别输入1，0，0，单击“Apply"按钮；再在“NPT”文本框中输入3，在“X,Y，Z”文本框中分别输入0.5，0.5，0，单击“OK”按钮。图21-7材料特性对话框图21-8创建关键点对话框21.3.6显示关键点号拾取菜单UtilityMenu→PlotCtrls→Numbering，在所弹出的对话框中，将Keypointnumbers（关键点号）打开，单击“OK”按钮。21.3.7创建直线拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→→StraightLine,出拾取窗口，拾取关键点1和2，单击“OK”按钮。21.3.8划分单元拾取菜单MainMenu→Preprocessor→Meshing→MeshTool，弹出“MeshTool”对话框。选择“ElementAttributes”的下拉列表框为“Lines”，单击下拉列表框后面的“Set”按钮，弹出拾取窗口，选择线，单击“OK”按钮，弹出如图21-9所示的对话框，选择“PickOrientationKeypoint(s)”为Yes，单击“OK”按钮。弹出拾取窗口，选择关键点3，单击“OK”按钮，则横截面垂直于关键点1、2、3所在的平面，Z轴（见图21-1）指向关键点3。单击“Mesh