材料非线性概述.doc

  屈曲分析实例
  特征值屈曲分析
    在这个实例分析中,我们将进行一个两端铰支杆的特征值屈曲分析。
  问题描述
    一根长为L,两端铰支的细长杆,受到轴向荷载作用。此杆截面的高度为h,面积为A。由于对称性,我们只给杆的上端建模,则上半部分的边界条件变为一端自由一端固支。为了描述屈曲模态,在X方向取10个主自由度。杆的惯性矩为I=Ah 2 /12= in 4 。
  问题详细说明
    材料特性:E=30E6 psi
    几何特性:L=200 in;A= in 2 ;h= in
    荷载: F=1 lb
图3-7  (a)问题描述;(b)有限元模型图
  求解步骤(GUI方法)
步骤一: 设置分析标题
    在进入ANSYS以后,按下面设置分析标题:
    1、选择 Utility Menu>File>Change Title。
    2、输入“Buckling of a Bar with Hinged Ends”,然后按“OK”。
步骤二:  定义单元类型
    定义单元类型为 BEAM3。
    1、选择 path Main Menu>Preprocessor>Element Type> Add/Edit/Delete 出现单元类型对话框;
    2、按“Add”,出现单元类型库对话框;
    3、在左边选“Structural Beam”;
    4、在右边选“2D elastic 3”;
    5、按“OK”。
步骤三:  定义实常数和材料特性
    1、选“Main Menu>Preprocessor>Real Constants>Add/Edit/Delete”,出现实常数对话框;
    2、选“Add”,出现单元类型的实常数对话框;
    3、按“OK”,出现BEAM3实常数对话框;
    4、输入面积=,惯矩I ZZ =52083E-7,高度=;
    5、按“OK”;
    6、按“Close”;
    7、选“Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models”,出现材料模式行为对话框;
    8、在可用的材料模式窗口中,双击“Structural->Linear->Elastic-> Isotropic”,出现一个对话框;
    9、输入EX=30E6,按“OK”。这时在左侧窗口出现材料模式1;
    10、选择“Material>Exit ”关闭窗口。
步骤四:  定义节点和单元
    1、选“Main Menu>Preprocessor> -Modeling- Create>Nodes>In Active CS”,出现 Create Nodes in Active Coordinate System 对话框;
    2、节点号输入1;
    3、按“Apply”,节点位置缺省为(0,0,0);
    4、节点号输入11;
    5、输入X、Y、Z坐标(0,100,0);
    6、按“OK”,图形窗口出现2个节点。
     注意--缺省时,显示坐标符号。这样可能会挡住节点1的显示。可以用“Utility Menu>PlotCtrls>Window Controls> Window Options”,并选择"Not Shown" 选项隐藏坐标符号。
    7、选择“Main Menu>Preprocessor>-Modeling- Create> Nodes>Fill between Nds”,出现 Fill between Nds picking 拾取菜单。
    8、拾取节点1和11,按“OK”。出现 Create Nodes Between 2 Nodes 对话框。
    9、按“OK”接受缺省设置(即在节点1和11之间填充9个节点)。
    10、选择“Main Menu>Preprocessor>-Modeling- Create> Elements>-Auto Numbered- Thru Nodes”,出现 Elements from Nodes 拾取菜单。
    11、拾取节点1和2,按“OK”;
    12、选择“Main Menu>Preprocessor>-Modeling- Copy> -Elements- Auto Numbered”,出现 Copy Elems Auto-Num 拾取菜单;
    13、按“Pick All”。出现 Cop