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ABAQUS非线性屈曲

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。

  1. 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。

  2. 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。

  3. 提交分析,完成