ABAQUS非线性屈曲

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线性屈曲与非线性屈曲的区别

  • 线性（特征值）分析。线性屈曲分析产生一组特征值和相应的模态。当载荷乘以这些特征值时，得到按比例缩放的载荷条件，这代表了引起屈曲的条件。模态形状是归一化的位移，其表示弯曲结构的构型。

  • 非线性分析。在非线性静态屈曲分析过程中，总载荷将递增施加。每次增加时都会评估刚度和响应。在每个增量步之间，刚度可能由于以下影响而改变：

    • P-Delta效应，涉及横向弯曲和剪切行为中的拉伸应力或压缩应力。
    • 大位移效应，在组装平衡方程时要考虑变形构型。
    • 非线性材料行为，本构模型包含非线性响应。

  • 比较。由于非线性静态屈曲分析在产生屈曲响应时会考虑材料的非线性，因此结果通常比线性屈曲分析的结果更为真实。参考自网页

图片取自researchgate

在ABAQUS中实现非线性屈曲

要在ABAQUS中实现非线性屈曲，则要施加初始缺陷或者扰动，而施加的扰动选为特征值屈曲中得到的模态乘以一个系数。

  1. 建立模型

  2. 点击主菜单栏，Model->Edit Keywords，打开编辑界面后，找到*END STEP 语句，在它之前添加两行语句：

    1
    2
    3
    *NODE FILE
    U
    *End Step

这一步的目的是得到特征屈曲的模态的节点位移，即.fil和.prt文件。 3. 复制旧模型，作为非线性屈曲的Model。你可以添加非线性性质，比如添加材料非线性，开启几何非线性等，删除旧Step，新建一个Static General或者Riks分析步都可以。

  1. 点击主菜单栏，Model->Edit Keywords，打开编辑界面后，找到*End Assembly 语句，在它之后添加两行语句，施加初始缺陷：

    1
    2
    3
    *End Assembly
    *IMPERFECTION,FILE=Name,STEP=1
    1,0.01

    其中Name是.fil和.prt的文件名，不需带后缀。

    STEP也可不指定，默认Name.fil文件中的最后一个分析步。

    1，0.01表示将模态1的位移乘0.01作为初始缺陷施加到非线性屈曲分析当中。

  2. 提交分析，完成