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ABAQUS计算指导13:梁的塑性临界力问题
槽形截面悬臂梁,用3D壳建模,材料:ρ=7800kg/m3,弹性性质E=210GPa,ν=0.28,线性硬化弹塑性性质σs1=235MPa,εp1=0,σs2=400MPa,εp2=0.007833。壳的厚度δ=0.001m。试应用静态非线性分析方法计算梁的塑性临界力。
本题的非线性屈曲分析解法为:Step选用静态通用∩分析步,非线性分析。在求解时给结构施加的载荷为超出临界状★态的“超临界”FScr,计算一直持续到结构的屈曲后状态,依靠位移的非线性曲线来确定当载荷达ζ到临界力Fcr。即假设在载荷-位移曲线明显变弯的弯曲点处,求解已经完※成计划进程的α倍,α<1,α称为进程因子,临界力Fcr = FScr α。
文件与路径
该题的特征值分析Ψ算例,ExpAbq131,弹性非线性屈曲分析ExpAbq132,弹塑性非线性屈曲分析ExpAbq133。
一 部件
创建部件,三维、可变形、壳,造梁,命名。
二 性质
1 创建材料:
将材料命名,材料:密度,ρ=7800kg/m3;弹性,E=210GPa,ν=0.28;塑性,σs1=235MPa,εp1=0,σs2=400MPa,εp2=0.007833;关闭。
2 创建截面:
名字,壳,各向同性,选上材【料名,关闭。
3 将截面的性质附加到部件上:
选中Part-*,将Section-*信息注入Part-*。
三 组装
创建计算实体,以Part-*为原形,用Independent方式生成实体。
四 分析步
创建分析步,命名为Step-1,Static General 静态,通用,几㊣ 何非线性开。
五 接触
无。
六 载荷
1 施加位移边界条件:
命名,梁的后端3条槽形线约束自由度ux、uy、uz、θx、θy、θz。
2 创建载荷:梁的前端两角加集中力载荷,y方向,-120N。
七 网格
对ω部件进行。
1 种子:针对部件,全局种子大约间距自己设计。
2 网格:针对部件。
八 建立项目
求解,完不成,但终止前∞载荷-位移曲线的弯曲点就是失稳时刻,塑性临界力是你设的载荷乘以终止时的进◆程因子。
九 观察结果
1 计算塑性临界力
例如FScr =2×120N=240N,载荷-位移曲线明显变弯的弯曲点处求解已ζ 经完成计划进程的0.8,进程︾因子为α=0.8,临界力Fcr = FScr α=240N×0.8=192N。
2 比较
上述结果是非线性分析的塑性临界力,试卐与特征值方法的结果和非线性分析的弹性临界力结果进行比较。
特征值方法的结果Fcr = 189N。
非线性分析的弹性临界力结果Fcr =240N×0.8=192N。说明在结构发生屈曲时还没有进入塑性。
命令流
*Heading
** Job name: ExpAbq133 Model name: Model-1
*Preprint, echo=NO, model=NO, history=NO, contact=NO
**
** PARTS
*Part, name=Part-1
*End Part
**
** ASSEMBLY
*Assembly, name=Assembly
*Instance, name=Part-1-1, part=Part-1
*Node
1, 0.08, -0.05, 0.0
6, 0.08, 0.00, 0.0
14, -0.08, -0.00, 0.0
19, -0.08, -0.05, 0.0
1001, 0.08, -0.05, 1.0
1006, 0.08, 0.00, 1.0
1014, -0.08, -0.00, 1.0
1019, -0.08, -0.05, 1.0
*Ngen, ,Nset=Part1A
1, 6, 1, , , , , , ,
6,14, 1, , , , , , ,
14,19, 1, , , , , , ,
*Ngen, ,Nset=Part1B
1001, 1006, 1, , , , , , ,
1006, 1014, 1, , , , , , ,
1014, 1019, 1, , , , , , ,
*Nfill, Nset=Part1
Part1A, Part1B, 50, 20
*Element, type=S4R
1, 1, 2,22,21
*Elgen, Elset=Part1
1, 18, 1, 1, 50,20,20,1
** Section: Section-1
*Shell Section, elset=Part1, material=Material-1
0.001, 5
*End Instance
*Nset, nset=Part1A, internal, instance=Part-1-1, generate
1, 19, 1
*Nset, nset=Part1F, internal, instance=Part-1-1
1006, 1014
*End Assembly
**
** MATERIALS
*Material, name=Material-1
*Density
7850.,
*Elastic
2.1e+11, 0.28
*Plastic
2.35e+08, 0.
4e+08, 0.007833
** ----------------------------------------------------------------
** STEP: Step-1
*Step, name=Step-1, nlgeom=YES, inc=1000
*Static
0.025, 1., 1e-07, 0.025
** BOUNDARY CONDITIONS
** Name: BC-1 Type: Displacement/Rotation
*Boundary
Part1A, 1, 6
** LOADS
** Name: Load-1 Type: Concentrated force
*Cload
Part1F, 2, -120.00
** OUTPUT REQUESTS
*Restart, write, frequency=0
** FIELD OUTPUT: F-Output-1
*Output, field, variable=PRESELECT
** HISTORY OUTPUT: H-Output-1
*Output, history, variable=PRESELECT
*End Step
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