基于abaqus的工字钢柱的稳定性非线性分析分解

目录

【摘要】 ....................................................................................................................... 2 【关键词】 ................................................................................................................... 2 一. 计算方法和模型简介及分析过程 ..................................................................... 3 1.1计算方法 .............................................................................................................. 3 1.2模型简介 .............................................................................................................. 3 1.3分析过程 .............................................................................................................. 5 1.3.1特征值屈曲分析............................................................................................ 5 1.3.2非线性屈曲分析.......................................................................................... 10 二. 计算结果分析 ................................................................................................... 13 2.1荷载-位移曲线 ................................................................................................... 13 2.2稳定系数比较 .................................................................................................... 14 【参考文献】 ............................................................................................................. 16

【摘要】本文是基于Abaqus采用梁单元,对热轧工字钢在轴心受压情况下发生弯

曲失稳的非线性屈曲分析。通过考虑材料非线性、几何非线性并引入初弯曲这一几何初始缺陷,得出构件发生弯曲失稳的极限荷载。通过保持柱子的截面不变,只改变长度,进而实现得到不同长细比的弯曲失稳的临界荷载,并得到相应的荷载位移曲线以及稳定系数,最后与规范给出的稳定系数做比较验证分析的正确性。

【关键词】特征值屈曲分析

弯曲失稳非线性屈曲分析稳定系数

一.计算方法和模型简介及分析过程 1.1计算方法

利用abaqus进行屈曲分析,一般分为两步:首先是特征值屈曲分析,此分析为线性屈曲分析,是在小变形的情况进行的,是用于预测一个理想弹性结构的理论屈曲荷载,并在inp文件里做一定的修改,此修改是在下一步后屈曲分析所需要的初始缺陷的节点输出为.fil文件,作为下一步后屈曲分析所需要的初始缺陷的数据。 其次,就是非线性屈曲分析,此步一般定义为非线性,原因在于是在大变形情况进行的,一般采用位移控制加修正的弧长法(riks法),可以定义材料非线性,几何非线性,以及加上初始缺陷。此步分析,为了得到极限值,需要得出荷载位移曲线的下降段,除了采用位移控制以及弧长法设定外,需在所得到的inp文件中,嵌入第一步分析中的.fil节点数据。

1.2模型简介

本文利用abaqus有限元分析软件时,采用了梁单元,所选取的是热轧工字型截面,截面参数见图一(单位m):

图一 热轧工字钢截面参数

又,其中的材料本构关系采用双线性塑性材料模型,所选材料为Q345钢材,故弹性模量为:2.1e11Pa,屈服强度取:3.45e8Pa,泊松比取0.3。

本文一共做了15个模型的分析,其中每一个模型的截面参数保持不变,通过改变杆件的计算长度进而实现不同的长细比分析,各模型的截面惯性矩及长细比等详见表1.2模型计算参数详表。

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