第七章ansys梁?jiǎn)卧治龊蜋M截面形狀

1、第七章梁分析和橫截面形狀7.1梁分析概況梁?jiǎn)卧糜谏扇S結(jié)構(gòu)的一維理想化數(shù)學(xué)模型。與實(shí)體單元和殼單 元相比，梁?jiǎn)卧蠼庑矢?。本章的?nèi)容只適用于 BEAM44（三維變截面單元）和另兩種有限元應(yīng)變 單元BEAM188和BEAM189 （三維梁?jiǎn)卧?。這些梁?jiǎn)卧c ANSYS的其他梁?jiǎn)?元相比，提供了更健壯的非線性分析能力，顯著地改進(jìn)了截面數(shù)據(jù)定義功能和可 視化特性。參閱ANSYS Elements Reference 中關(guān)于 BEAM44、BEAM188 和 BEAM189單元的描述。注意-如要對(duì)BEAM44單元采用本章論述的橫截面定義功能，必須清 楚不能應(yīng)用這些功能來定義斜削的截面。此外，

2、本章所述的后處理可視化功能不 能應(yīng)用于BEAM44單元。注意-用戶定義橫截面功能可能不能應(yīng)用 CDWRITE命令。7.2何為橫截面橫截面定義為垂直于梁軸的截面的形狀。ANSYS提供有11種常用的 梁橫截面庫，并支持用戶自定義截面形狀。當(dāng)定義了一個(gè)橫截面時(shí)，ANSYS建立一個(gè)9節(jié)點(diǎn)的數(shù)值模型來確定梁的截面特性 （lyy，Izz等），并求解泊松方程得 到扭轉(zhuǎn)特征。圖7-1是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Z型橫截面，示出了截面的質(zhì)心和剪切中心，以 及計(jì)算得到的橫截面特性。圖7-1 Z型橫截面圖橫截面和用戶自定義截面網(wǎng)格將存儲(chǔ)在橫截面庫文件中。如果用BEAM44、BEAM188、BEAM189單元來模擬線實(shí)體，可用 LA

3、TT 命令將梁橫 截面屬性賦予線實(shí)體。7.3如何生成橫截面用下列步驟生成橫截面：1、定義截面并與代表相應(yīng)截面形狀的截面號(hào) (Dection ID)關(guān)聯(lián)。2、定義截面的幾何特性數(shù)值。ANSYS提供了表7-1所列出的命令，可以完成橫截面生成、查看、 列表和操作橫截面庫的功能。表7-1 ANSYS橫截面命令命令目的GUI菜單路徑Mai nMenu Ge neralPostprocListResultsPRSSOSectio nSolutio nUtilityMe nu打印梁截面結(jié)果(BEAM44不支持)SECTYListResultsSectio nSolutio nMainMenu Preproc

4、essorSecti on s-Be am-Com mon Sect nsMai nMenu用SEID關(guān)聯(lián)截面子類PESECDATASECOF FSET型PreprocessorSecti on s-Beam-Custom Sect nsReadSectMeshMainMenu PreprocessorSecti on s-Be am-Com mon Sect nsMainMenu PreprocessorSecti on s-Be am-Com mon Sect nsMai nMenu定義截面幾何數(shù)據(jù)定義梁截面的截面偏SECCONTROLSSECNU M離PreprocessorSecti

5、on s-Beam-Custom Sect nsReadSectMeshMainMenu PreprocessorSecti on s-Beam-Add/Edit值Mai nMenu Preprocessor-Attributes-D efin eDefaultAttribsMai nMenu覆蓋程序計(jì)算的屬性SECPL OT的Preprocessor-Modeli ng-CreateEleme n tsElemAttributesMainMenu PreprocessorSecti on s-Be am-PlotSecti on識(shí)別關(guān)聯(lián)到一個(gè)單元SECID按比例顯示梁截面的 幾何形狀SECW

6、 RITE/SECLI建立一個(gè)包含用戶網(wǎng)鸞嚶。嚴(yán)Preprocessorsectio各自定義截面的ascii文 am-vvritesecMesh件MainMenuPreprocessorSectionsSec設(shè)置 SECREAD 缺省tion LibraryLibraryPath截面庫路徑Mai nMenu PreprocessorSectio nsSection LibraryADSECREImportLibraryMa inMenu Preprocessor 庫Sect ions、讀入用戶定義的截面 網(wǎng)格、自定義截面-Beam-CustomSect nsReadSectMeshMainMe

7、nu PreprocessorSectio nsLis tSectio nsUtilityMe nuSLISTListPropertiesSectio nPropertiesUtilit匯總截面特性yMe nu ListPropertiesSpecifiedSection Properties刪除橫截面SDELE Mai nMen uPreprocessorSectio nsDel TEeteSecti on參閱ANSYS Comma nds Refere nee可以得到橫截面命令的完整描述。7.3.1定義截面并與截面號(hào)關(guān)聯(lián)使用SECTYPE命令定義截面并與截面號(hào)關(guān)聯(lián)。下面的命令將截面號(hào) 2與

8、已定義的橫截面形狀（圓柱體）關(guān)聯(lián)：命令：SECTYPE ,2,BEAM,CSOLIDGUI: Mai n Menu PreprocessorSecti on s-Beam-Com mon Sect ns要定義自己的橫截面，使用子形狀（ANSYS提供的形狀集合）MESH。要定義帶Iyy和Izz的橫截面，使用子形狀 ASEC。7.3.2定義橫截面幾何特性和設(shè)置截面屬性點(diǎn)接著如上所示的SECTYPE命令之后，使用SECDATA命令來定 義橫截面的幾何特性。注意CSOLID子形狀有兩個(gè)尺寸：半徑和沿周向的格數(shù)。 這樣，下面的SECDATA命令指定圓截面梁的半徑為 5,周向的格數(shù)為 &通 過SECNUM

9、命令設(shè)置截面的屬性點(diǎn)為2。命令：SECDATA, 5, 8SECNUM , 2GUI: Mai n Menu PreprocessorSecti on s-Beam-Com mon Sect nsMai n Menu Preprocessor-Attributes-Defi neDefault Attribs7.321確定要定義的格數(shù)通常，在建立橫截面時(shí)，用戶不需要設(shè)置格數(shù)。ANSYS將通過缺省的 積分規(guī)則，計(jì)算截面值，如截面面積、對(duì)坐標(biāo)軸的慣性矩，并將得出數(shù)值上精確 的結(jié)果。由于扭轉(zhuǎn)常數(shù)從網(wǎng)格中導(dǎo)出，所以扭轉(zhuǎn)常數(shù)的精度，與截面網(wǎng)格尺寸 成正比。ANSYS應(yīng)用的缺省網(wǎng)格的精度符合工程應(yīng)用要求。

10、對(duì)于常用的截面，可用兩種方法指定網(wǎng)格尺寸。應(yīng)用SECTYPE ,REFINEKEY來設(shè)置薄璧 截面的 網(wǎng)格加密水平 (CTUBE,CHAN,I,Z, L,T,HATS,HREC)。應(yīng)用SECDATA 命令指定實(shí)體截面(RECT,QUAD,CSOLID)的劃分?jǐn)?shù)。薄璧截面在厚度上最少有2個(gè)積分點(diǎn)，所以應(yīng)用薄璧截面所得到的結(jié) 果，對(duì)于材料非線性分析，應(yīng)當(dāng)是可接受的。但是，在進(jìn)行塑性分析時(shí)，對(duì)于實(shí)體截面的缺省格數(shù)可能需要改變。 下面是ANSYS生成的實(shí)體截面網(wǎng)格，以及用戶可能希望用它們進(jìn)行的分析類 型。through Ihckness and lhe orsl of piaster -11 Itie

11、 Ijoundaty fbr2D behavior圖7-2截面網(wǎng)格的類型7.3.3 用 BEAM44,BEAM188,BEAM189 單元模擬線模型在用BEAM44、BEAM188、BEAM189單元?jiǎng)澐志€實(shí)體前，要定義一些屬性，包括:生成梁?jiǎn)卧牟牧显O(shè)置屬性點(diǎn)；要?jiǎng)澐志€的梁?jiǎn)卧愋?；以梁?jiǎn)卧妮S向?yàn)榛鶞?zhǔn)的截面定位；參見 ANSYS Modeling andMeshing Guide 7.5.2；生成梁?jiǎn)卧慕孛嫣?hào)。使用LATT命令將這些屬性與選擇的線實(shí)體關(guān)聯(lián)：命令：LATT ,MAT,TYPE,KB,SECIDGUI: Main Menu Preprocessor-Attributes-De

12、fi nePicked Lines其中：MAT-與所選擇的尚未劃分網(wǎng)格的線關(guān)聯(lián)的材料號(hào)；TYPE-與所選擇的尚未劃分網(wǎng)格的線關(guān)聯(lián)的類型號(hào)；KB-對(duì)應(yīng)于模型中的關(guān)鍵點(diǎn)號(hào)。所生成的梁?jiǎn)卧臋M截面按這樣定 向，梁的Z軸將位于由線的兩端點(diǎn)和該關(guān)鍵點(diǎn)定義的平面；SECID-與SECTYPE命令定義的梁橫截面相對(duì)應(yīng)，截面號(hào)由SECNUM 指定。7.4建立截面有兩類梁截面：一般截面；自定義截面。自定義截面可用標(biāo)準(zhǔn)的幾何形狀和單個(gè)材料來描述。自定義截面可由 任意幾何形狀定義，還可以包含若干各向同性材料。7.4.1使用梁工具生成通用橫截面SECTYPE、SECDATA 和 SECOFFSET 命令(Main M

13、enuPreprocessor-Beam-Common Sectn)都與 GUI 上的梁工具(BEAM TOOL)關(guān)聯(lián)。 梁工具的樣式取決于所選擇的梁橫截面子形狀：Cose PreviewHelp Meshvicw圖7-3梁工具對(duì)話框（包括子類型下拉框）梁工具的頂部，是截面形狀號(hào)（以及截面名）SECTYPE ,中部是需 要時(shí)定義截面偏移的信息SECOFFSET ，底部是截面幾何形狀信息 SECDATA。 SECDATA命令定義的尺寸取決于所選子類型?？梢詥螕袅汗ぞ?下的Help按鈕獲取所選截面的幫助信息。在SECDATA命令描述中，也有對(duì)截 面形狀尺寸的說明。7.4.2通過用戶定義網(wǎng)格建立自定

14、義截面如果用戶要定義不常用的截面，必須建立用戶網(wǎng)格文件。為了建立 用戶網(wǎng)格文件，首先要建立一個(gè)2D實(shí)體模型，然后用 SECWRITE命令保存（Main Me nuPreprocessor Sectio ns -Beam- Write Sec Mesh 下面討論這一過程：1、 建 立 所 有的 區(qū) 域 (MainMenu Preprocessor-Modeli ng-Create-Areas-)2、把區(qū)域重疊(Main MenuPreprocessor-Modeling-Operate -Boolean s-Overlap Areas)， 或粘合 在一起(Ma in Menu Preproces

15、sor -Modelin g-Operate-Boolea ns-GlueAreas)b3、保存模型4、對(duì)所有線設(shè)置劃分?jǐn)?shù)(Main MenuPreprocessor -Meshing-Size Cn trls-Li nes-Picked Lines or use the MeshTool)5、選擇“ Main MenuPreprocessorSections-Beam-Write Sec Mes”， 出現(xiàn)拾取框，拾取格子的面。6、 ANSYS在該面建立格子。在分網(wǎng)期間，ANSYS可能顯示不佳形狀的信息，可以忽略這些信息。但是也可能看到“Un able to mesh area.”信息。如果這

16、樣，把所有面上的單元清除(Ma in Men uPreprocessor-Meshi ng-ClearAreas)，并重復(fù)第4、5步。7、在“ Write Section Library File ”對(duì)話框中，用一個(gè)唯一的文件名保 存“ .SECT”文件。然后按“ 0K”。8、讀入用戶網(wǎng)格文件(Ma in Me nuPreprocessorSectio ns -Beam-Custom Sect ns Read Sect Mesh)計(jì)算截面特性。注意-即使已經(jīng)設(shè)置了 LESIZE,也將看到這樣的信息：“Li ne eleme nt sizes may need to be specified f

17、or desired cross-section mesh. Please refer to the LESIZE comma nd.”如果已經(jīng)設(shè)置了線單元的尺寸，按“ Close”繼續(xù)。如果還未 設(shè)置，則應(yīng)用LESIZE命令及合適的信息。7.4.3用網(wǎng)格加密和多種材料建立自定義截面在進(jìn)行分析時(shí)，用戶可能需要加密截面網(wǎng)格?？梢远x含多種材料的 截面來代表層狀、加筋、或傳感器。在定義一個(gè)多種材料的截面時(shí)，需要指定每 一個(gè)截面格子的材料，也可以取出以前建立的截面來修改。按如下步驟建立自定義的加密網(wǎng)格或含多種材料的截面：1、從 ANSYS 數(shù)據(jù)庫讀入一個(gè)常用截面(Ma in Menu Preproc

18、essorSect ions Custom Sect nsEdit/Compsite Edit Com mon) 或 者從“ .SECT” 文件讀入自定義截面(Main MenuPreprocessorSectionsCustom Sect nsEdit/Compsite Edit Custom。2、ANSYS在圖形窗口顯示 MESH200圖。3、對(duì)截面網(wǎng)格進(jìn)行加密 (Main MenuPreprocessorSectionsCustom Sect nsEdit/ CompsiteRefi ne Mesh)。4、修正格子材料(Main MenuPreprocessorSections Cust

19、om SectnsEdit/ Compsite Modify Material)，如果要建立多種材料的截面，先定義材 料。這是計(jì)算剪切修正系數(shù)和材料質(zhì)心所需要的。5、用 SECWRITE 命令（Main MenuPreprocessorSectionsCuston SectnsEdit/ Built-upSave）,把截面保存為一個(gè)“ .SECT” 文件。6、讀入用戶網(wǎng)格文件（Ma in Men uPreprocessorSectio ns Custom Sect nsEdit/Compsite Read Sect Mesh）計(jì)算截面特性以及在分析中應(yīng)用自定義 截面。注意-如果用戶在建立截面后

20、，重新定義材料，必須再用SECTYPE和SECREAD命令重新計(jì)算截面。注意一當(dāng)截面含多種材料，并且通過/ESHAPE命令來產(chǎn)生應(yīng)力等值線 （或其他量）時(shí)，應(yīng)力將通過材料邊界平均。為了限制這種行為，在材料邊界上采 用小的橫截面格子。7.4.4定義復(fù)合截面復(fù)合截面是指最少包含兩種材料和用戶定義網(wǎng)格的截面。在建立復(fù)合 截面時(shí)，要在執(zhí)行SECTYPE和SECDATA命令前定義材料。這是計(jì)算剪力修 正系數(shù)、材料質(zhì)心和剪切中心所需要的。注意-如果在建立截面后，重新定義材料，必須應(yīng)用SECDATA命令重新計(jì)算截面。用戶可以把復(fù)合截面保存為自定義截面。參見7.4。7.5管理橫截面和用戶網(wǎng)格庫常用截面的數(shù)據(jù)如

21、 CHAN和RECT可以保存在截面庫中。為了建立 標(biāo)準(zhǔn)的截面以備后用，可以建立一個(gè)或多個(gè)截面，編輯Job name.LOG文件，并把合適的SECTYPE, SECDATA,和SECOFFSET命令拷貝到擴(kuò)展名為“.SECT” 的各個(gè)文件中。這些預(yù)定義的截面，以后可用/ SECLIB命令（Mai n Menu PreprocessorSect ion sSecti on LibraryImport Library讀入模型。7.6橫向扭轉(zhuǎn)屈曲分析實(shí)例（GUI方式）可以用BEAM188和BEAM189單元來模擬直梁的彎曲和剪切， 也可 以模擬梁的橫向扭轉(zhuǎn)屈曲。為了建立這一模型，需要建立足夠密的梁?jiǎn)卧?/p>

22、網(wǎng)格。 典型地，需要用一系列的梁?jiǎn)卧獊砟M一根直梁。如圖7-4所示。圖7-4懸臂梁的橫向扭轉(zhuǎn)屈曲懸臂梁的橫向扭轉(zhuǎn)屈曲，用60個(gè)BEAM188單元模擬（通過/ESHAPE顯示）ANSYS Structural Analysis Guide 7詳細(xì)敘述了屈曲分析。本 例分析懸臂梁在末端承受橫向載荷時(shí)的行為。7.6.1問題描述一根直的細(xì)長(zhǎng)懸臂梁，一端固定一端自由。在自由端施加載荷。本 模型做特征值屈曲分析，并進(jìn)行非線性載荷和變形研究。研究目標(biāo)為確定梁發(fā)生 支點(diǎn)失穩(wěn)（標(biāo)志為側(cè)向的大位移）的臨界載荷。參見圖7-5。762問題特性參數(shù)材料特性：楊氏模量=1.0X10e4 psi;泊松比=0.0。幾何特性：

23、L=100 in ； H=5 in ； B=2 in。載荷為：P=1 lb。7.6.3草圖圖7-5梁的變形764特征值屈曲和非線性破壞分析特征值屈曲分析是線性分析，通常僅適用于彈性結(jié)構(gòu)。通常在小于特 征值屈曲分析得到的臨界載荷之前發(fā)生材料屈服。 這種分析比完全非線性屈曲分 析所需的求解時(shí)間要少。用戶還可以用弧長(zhǎng)法做非線性載荷-位移研究，這時(shí)用弧長(zhǎng)法確定臨 界載荷。對(duì)于更一般的情況，需要進(jìn)行破壞分析。模型有缺陷時(shí)，必須做非線性破壞分析，因?yàn)橥昝滥Ｐ筒粫?huì)表現(xiàn)出 顯著的屈曲。可以通過使用特征值分析得到的特征向量， 來加入缺陷。求得的特 征向量是對(duì)實(shí)際屈曲模態(tài)最接近的預(yù)測(cè)。 添加的缺陷與梁的典型厚度相

24、比，應(yīng)為 小量。缺陷刪除了載荷-位移曲線的突變部分。通常情況下，缺陷最大值為梁厚 度的1%10%。UPGEOM 命令在前一步分析的基礎(chǔ)上添加位移， 并把幾何形狀 更新到變形后的形狀。7.6.5設(shè)置分析名稱和定義模型的幾何實(shí)體1、選擇菜單“ Utility MenuFileChange Title ”。2、輸入“ Lateral Torsional Buckling Analysis” 并單擊 OK。3、定義關(guān)鍵點(diǎn)。選擇 “ Main MenuPreprocessor-Modeling- CreateKeypoints In Active CS”，輸入下表所示的關(guān)鍵點(diǎn)號(hào)和坐標(biāo)：關(guān)XY坐鍵點(diǎn)號(hào)坐標(biāo)

25、標(biāo)Z坐標(biāo)按這個(gè)按鈕接受1000Apply210000Apply35050OK4、在關(guān)鍵點(diǎn)1和2之間建立直線。選擇 Main MenuPreprocessor-Modeling-Create-Lines-LinesStraight Line，出現(xiàn)“ Create Straight Line picker”窗口，在圖形窗口中拾取關(guān)鍵點(diǎn)1和2,然后按“ OK”。5、保存模型。選擇Utility MenuFileSave As。將文件名存為“buckle.DB”,并單擊 OK。766定義單元類型和橫截面信息1、選擇 “ Ma in Me nuPrefere nces，單擊 “ Structural”

26、檢查框。按 “OK ”。2、選擇“ Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete。出 現(xiàn)“ Element Types 對(duì)話框。3、單擊“ Add.”。出現(xiàn)“ Library of Element Types ”對(duì)話框。4、在左列選擇“ Structural Beam”。5、在右列選擇“ 3D finite strain, 3 node 189” 以選中 BEAM189。7、 定義梁的矩形截面。選擇 “ MainMenuPreprocessorSections-Beam-Common Sects 出現(xiàn) “BeamTool ” 對(duì)話框。 缺省時(shí)

27、ANSYS將截面號(hào)設(shè)置為1,將子類型設(shè)置為RECT （在子類型處圖示一個(gè) 矩形）。因?yàn)槭蔷匦螜M截面，在子類型處不需要修改。&在“ BeamTool”對(duì)話框的底部，可以看到橫截面形狀和尺寸的 圖示。在B標(biāo)志的部分輸入0.2作為橫截面的寬度；在H標(biāo)志的部分輸入5.0作 為橫截面的高度。按“ OK”。9、通過“ BeamTool”對(duì)話框顯示當(dāng)前截面特性。按“ Preview ”。 在圖形窗口顯示截面圖和數(shù)據(jù)匯總。按“Meshview”查看截面網(wǎng)格。按“Close”。7.6.7定義材料特性和定位節(jié)點(diǎn)1、選擇 “Main MenuPreprocessor Material PropsMaterial M

28、odels。 出現(xiàn)“ Define Material Model Behavior”對(duì)話框。2、在 “Material Models Available” 窗口右側(cè)，雙擊 “Structural-Linear- Elastic-lsotropic”，出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框。3、輸入彈性模量EX=1.0E44、輸入 PRXY=0.0，并按“ 0K”?，F(xiàn)在左側(cè)出現(xiàn)“ Material Model Number 1”。5、選擇“ MaterialExit ”。6、選擇“ Utility MenuPlotLines ”重新畫線。7、選擇線，定義線的定向?qū)傩?。選擇“ Main MenuPreprocessor-

29、Attributes-Define Picked LineS.。出現(xiàn)“ Line Attributes”拾 取框。在圖形窗口選擇線，然后在“ Line Attributes”中按“ Apply ”。8出現(xiàn)“ Line Attributes”對(duì)話框。缺省時(shí)，ANSYS將材料特性指 向1,將單元類型號(hào)指向1,并將截面特性號(hào)指向1。按“ Pick Orie ntation Keypoi nt(s)” 邊的單選框，使它為“ YES”，然后按“OK”。9、再次出現(xiàn)“Line Attributes”對(duì)話框。在ANSYS圖形窗口輸入3, 并按回車。最后在對(duì)話框中按“ OK”。10、存儲(chǔ)模型。選擇“ Util

30、ity MenuFileSave As”。如還未保存為“buckle.db”，則選擇之。如果已經(jīng)存在“ buckle.db”，當(dāng)ANSYS詢問是否覆蓋 時(shí)，按“ OK”。768對(duì)線劃分網(wǎng)格并確認(rèn)梁的定位1、定義網(wǎng)格尺寸和分段數(shù)。選擇“ Main MenuPreprocessor-Meshing-SizeCntrls-Lines-AII Lines”。在“ No. of Element Divisions” 中輸入 10,按“ OK”。2、對(duì)線劃分網(wǎng)格。選擇“ Ma in Men uPreprocessorMeshToo”。在 MeshTool中按“MESH”，出現(xiàn)“Mesh Lines pic

31、ker對(duì)話框。在圖形窗口選擇線。 然后在對(duì)話框中按“ OK”。最后在MeshTool中按“ Close ”。3、旋轉(zhuǎn)劃分好網(wǎng)格的線。選擇 “Utility MenuPlotCtrlsPan Zoom,Rotate”。 出現(xiàn)“ Pan,Zoom,Rotat6對(duì)話框。選擇ISO并按“ Close”。圖形窗口中梁將旋 轉(zhuǎn)。4、確認(rèn)梁的定位。選擇“ Utility MenuPlotCtrlsStyleSize & Shape ”。 選擇/ESHAPE旁邊的單選按鈕使之打開，并按“ OK”。769定義邊界條件1 、 定義固定端的邊界條件。選擇 “ Main MenuSolution-Loads-Appl

32、y-Structural-DisplacementOn Keypoints ”。 出現(xiàn)“Apply U,ROT on KPs ”對(duì)話框。2、定義關(guān)鍵點(diǎn)1為固定端。在ANSYS輸入窗口，輸入1并按回車， 然后按“ OK”。出現(xiàn)“ Apply U,ROT on KPs”。3、選擇“ All DOF”，然后按“ OK”。在ANSYS圖形窗口將顯示 關(guān)鍵點(diǎn)1的邊界條件。4、在自由端施加集中力。選擇 “ MainMenuSolution-Loads-Apply-Structural-Force/MomentOn Keypoints ”。出現(xiàn) “ Apply F/M on KPs ”對(duì)話框。5、定義關(guān)鍵點(diǎn)

33、2為自由端。在ANSYS輸入窗口，輸入2并按回車， 然后在“ Apply F/M on KPs ”對(duì)話框按“ OK”。出現(xiàn)“ Apply F/M on KPs ”對(duì)話 框。6、在“ Direction of Force/Mom ”框中選擇“ FY”。7、輸入1并按“OK”。在ANSYS圖形窗口將在關(guān)鍵點(diǎn)2顯示集中 力標(biāo)志。8、存儲(chǔ)模型。選擇“ Utility MenuFileSave As”。如還未保存為“buckle.db”，則選擇之。如果已經(jīng)存在“ buckle.db”，當(dāng)ANSYS詢問是否覆蓋 時(shí)，按“ OK”。7.6.10進(jìn)行特征值屈曲分析1、設(shè)置分析選項(xiàng)。選擇“ Main MenuS

34、olutionAnalysis Options”。 出現(xiàn)“ Static or Steady-State Analysis 對(duì)話框。2、應(yīng)用 sparse求解器求解。在“ Static or Steady-State Analysis對(duì) 話框中，確定選擇“ Sparse solver。3、 包括預(yù)應(yīng)力效應(yīng)，存儲(chǔ)起來在后續(xù)的特征值屈曲分析中使用。在 “Stress stiffness or prestress下拉框中，選擇“ Prestress ON。按 “OK” 關(guān)閉對(duì)話框。4、選擇“ Main MenuSolution-Solve-Current LS ”。瀏覽 /STAT 命 令窗口中的內(nèi)

35、容，然后從菜單選擇“ Close”。最后在“ Solve Current Load Step 中按“OK”，開始求解。5、當(dāng)“ Solution is Done!”窗口出現(xiàn)時(shí)，按“ Close” 關(guān)閉窗口。6、選擇“ Main MenuFinish”。7、選擇“ Main MenuSolution-Analysis Type-New Analysis ”。8 選擇“ Eigen Buckling”選項(xiàng)，然后按“ OK”。9、選擇 “Main MenuSolutionAnalysis Options”。出現(xiàn) “Eigenvalue Buckling Options” 對(duì)話框。選擇 “ Block

36、 Lanczos” 方法。在 “No. of modes to extract 框中輸入4,然后按“ OK”。10、設(shè)置MXPAND命令的單元計(jì)算選項(xiàng)。選擇“ Main Menu Soluti on-Load Step Opts-Expa nsion PassExpa nd Mode”11、在“ Expand Modes ”對(duì)話框中，在“ No. of modes to expand 中輸入4，將“ Calculate elem results 框由 No 改為 Yes,然后按“ OK”。12、選擇“ Main MenuSolution-Solve-Current LS”。瀏覽 /STAT命

37、令窗口中的內(nèi)容，然后從菜單選擇“ Close”。最后在“ Solve Current Load Step 中按“OK”，開始求解。13、當(dāng)“ Solution is Done!”窗口出現(xiàn)時(shí)，按“ Close” 關(guān)閉窗口。14、選擇“ Utility MenuPlotCtrlsStyleSize & Shape。確認(rèn)在 “Display of element shapes. (/ESHAPE” 旁邊的單選框?yàn)?ON，然后按“ OK”。15、顯示求解結(jié)果。選擇“ Main MenuGeneral PostprocResults Summary”。當(dāng)查看結(jié)果完畢后，按“ Close”關(guān)閉窗口。16、

38、選擇 “ Main MenuGeneral PostprocList Results-Read Results-First Set。17、繪出梁的第一個(gè)模態(tài)。選擇“ Ma in Men uGe neral PostprocPlot ResultsDeformed Shape。出現(xiàn) “Plot Deformed Shape 對(duì)話框。選擇 “Def+undef edge并按 “ OK”。18、選擇“ Ma in Menu Fi nish ”。7.6.11作非線性屈曲分析求解1、引入前面分析中得到的模型缺陷計(jì)算結(jié)果。選擇“ Main Menu Preprocessor-Modeli ng-Updat

39、e Geom。在“ Update no des using results file displaceme nt 對(duì)話框中，在“ Scali ng Factor 框輸入 0.002,在“ load step框 輸入 1，在“ Substep框輸入 1，在“ Selection框輸入 file.rst。按“ OK ”。2、選擇“ Main MenuSolution-Analysis Type-New Analysis ”。3、選擇“ Static”選項(xiàng)，按“ OK”4、選擇 “ Main MenuSolution-Load Step Opts- Output CtrlsDB/Results Fi

40、le”，并確認(rèn)選擇了“ All Items ”和“ All en tities ”選項(xiàng)，然后 按 “OK”。5、選擇 “ Main MenuSolutionAnalysis Options”。設(shè)置 “ Large deform effects” 為 ON。然后按“ OK”。6設(shè)定arc-length方法和終止求解參數(shù)。選擇“Main MenuSolutionLoad Step OptsNonlinearArc-Length Opts。設(shè)定 “Arc-length 方法”為 ON。選擇 “Lab” 后面的下拉框并選擇“Displacement lim”。在“ Max desired U中輸入1.

41、0。在“Node number for VAL”輸入2。選擇“ Degree of freedom后面的下拉框并選擇“ UZ”。 然后按“ OK”。7、定義本載荷步的子步數(shù)。選擇“ Ma in Men uSolutio n-Load Step Opts-Time/FrequencTime and Substep” 輸入子步數(shù) 10,000,并按“ OK”。8、求解當(dāng)前模型。選擇“ Ma in Men uSolutio n-Solve-Curre nt LS”。 瀏覽/STAT命令窗口中的內(nèi)容，然后從菜單中選擇“Close”。最后在“Solve Current Load Step按“ OK”開始

42、求解。同時(shí)將出現(xiàn)“ Nonlinear Solution”對(duì)話框，其 中有一個(gè)“ STOP按鈕。還將出現(xiàn)收斂圖，可能要幾分鐘才能完成。9、可能回出現(xiàn)一個(gè)警告信息，用戶應(yīng)該檢查其中的內(nèi)容，但不必關(guān) 閉它。等到求接完成，出現(xiàn)“ Solution is Done!”窗口時(shí)，在其中按“ Close”關(guān) 閉窗口。10、選擇“ Ma in Menu Fi nish ”。7.6.12顯示和檢查結(jié)果1、重畫梁網(wǎng)格。選擇“ Utility MenuPlotElements ”。2、定義要從結(jié)果文件中讀出的載荷點(diǎn)位移。 選擇“ Main Me nuTimeHist PostproDefine Variables。

43、當(dāng)出現(xiàn)“ Defined Time-History Variables” 對(duì)話框時(shí)， 按 “OK”。3、當(dāng)出現(xiàn) “Add Time-History Variable”窗口時(shí)，確認(rèn) “Nodal DOF result 選項(xiàng)選中，然后按“ OK”。4、出現(xiàn)“ Define Nodal Data”拾取框。在圖形窗口，選擇節(jié)點(diǎn) 2（梁的 右端節(jié)點(diǎn)）并按“OK ”。5、出現(xiàn)“ Define Nodal Data對(duì)話框。確認(rèn)“ Ref number of variable 和“ Node number 都設(shè)置為 2。在“ User-specified Labe框中輸入 TIPLATDI。 選擇“ Tran

44、 slation UZ”，并按“ OK ”。6、 定義從結(jié)果文件中讀出的總支反力。在“Defi ne Time-History Variables窗口選擇“ Add”。7、當(dāng) “Add Time-History Variable” 窗口出現(xiàn)時(shí)，選擇 “Reaction forces 單選按鈕，并按“ 0K”。8出現(xiàn)“ Define Nodal Data”拾取框。拾取梁的左端節(jié)點(diǎn)1，并按 “OK”。9、出現(xiàn) “ Define React ion Force Variable 窗口。 確認(rèn) “ Ref nu mber of variable” 設(shè)為3，“Node number ”設(shè)為 1。選擇“ Struct Force FY，并按“ OK”。 然后在“”對(duì)話框中按“ Clos