ABAQUS 長柱 初偏心、初彎曲 幾何缺陷的建模

       長柱的幾何缺陷分為初偏心和初彎曲,兩種一般都用1/1000構件長度來考慮,兩者一般可統一用1/1000構件長度的初偏心來考慮,因為分別考慮兩者影響的承載力一般較為相近,且初偏心相比于初彎曲,建模更簡單,計算更易收斂。但對于新的截面形式,為使論證更加嚴謹,往往都需要驗證初偏心和初彎曲的差別。

      初偏心指的是在構件兩個端部偏心1/1000構件長度,初彎曲指的是在構件1/2長度位置向外1/1000構件長度。以下將分別介紹初偏心和初彎曲的建模辦法。

初偏心示意.png

                                《圓端形鋼管混凝土柱軸壓和偏壓力學性能研究》中有限元建模圖

首先是初偏心:

ABAQUS 長柱 初偏心、初彎曲 幾何缺陷的建模的圖2ABAQUS 長柱 初偏心、初彎曲 幾何缺陷的建模的圖3

        初偏心的建模方式與偏心柱相同,參考論文《圓端形鋼管混凝土柱軸壓和偏壓力學性能研究》中有限元建模圖,其為上下端面分別耦合于RP點上,然后上下RP點都偏離1/1000構件長度得到。

 

接下來是初彎曲:

 

方法1:

對于簡單的模型,可以用放樣(SWEEP)來建模,以鋼管混凝土為例,建立混凝土,選用sweep,先畫軌跡線,這邊構件長度為1000,故點為(-500,0),(500,0),(0,1),最后一點的設置是為設置初彎曲點,1/1000,再選圖中2的選項,即可憑這三點得到平滑的曲線,確定后再設置輪廓,這邊設置為一個圓,點擊確定,即可得到帶初偏心的混凝土,如圖可看到因為初偏心,混凝土向上稍稍隆起,鋼管與其類似。

因為構件長度方向為曲線,在mesh分割網格時可能會出現無法劃分結構網格的情況,收斂性會差一些。

法1-12.png

法1-3.png

法1-4.png

ABAQUS 長柱 初偏心、初彎曲 幾何缺陷的建模的圖7

                                                                              方法1ABAQUS 長柱 初偏心、初彎曲 幾何缺陷的建模的圖8

但如果截面較為復雜,比如有很多鋼筋,逐個建模的效率是很低的,這時得用第二個辦法。

ABAQUS 長柱 初偏心、初彎曲 幾何缺陷的建模的圖9ABAQUS 長柱 初偏心、初彎曲 幾何缺陷的建模的圖10

方法2:

將初偏心的模型復制一個出來,這邊命名為60-bk。

上方model-edit keywords-60-bk(中文版為 模型-編輯關鍵字-60-bk)

拉到底部

在紅色區域加入如下語句

*node file,global=yes

U,

1.png

2.png

加入關鍵字

修改后如圖,這是為了生成一階屈曲模態的節點集,后面初彎曲模型引用這個節點集即一開始就有初彎曲。

要點擊ok。

原先step1去掉,新建一個step。

3.png

ABAQUS 長柱 初偏心、初彎曲 幾何缺陷的建模的圖14

4.png

5.png

設置step

6.png

7.png
設置load

加個1的集中力,-1代表為-z的方向,對模型來說為壓力。

ABAQUS 長柱 初偏心、初彎曲 幾何缺陷的建模的圖19

job中。投入計算。命名為 60-bk,提交進行計算。

ABAQUS 長柱 初偏心、初彎曲 幾何缺陷的建模的圖20

計算完畢后,打開結果,在result-step/frame,出現3階模態。

ABAQUS 長柱 初偏心、初彎曲 幾何缺陷的建模的圖21ABAQUS 長柱 初偏心、初彎曲 幾何缺陷的建模的圖22

先后點擊圖中紅色按鈕,出現破壞模態,初偏心都用的是第一模態。如圖所示。

1.png

2.png

3.png

結果文件查看

4.png

5.png

關鍵字編輯

6.png

初偏心去除

將剛剛初偏心模型再復制一份,命名為60-cwq。

上方model-edit keywords-60-cwq,下拉,到最下面的上面幾行,找到圖中“**STEP:step”的位置。

加入如下語句:

*imperfection,file=60-bk,step=1

1,4.3

其中,60-bk代表剛剛生成的job,60-bk,也就是要取剛剛生成的job里取一階屈曲模態的數據,

下面的1,代表的是一階模態,4.3表示為跨中屈曲的量,我的模型里構件為mm值,構件長度為4300mm,取1/1000的初偏心,故為4.3.

ABAQUS 長柱 初偏心、初彎曲 幾何缺陷的建模的圖29

修改后如下所示:

ABAQUS 長柱 初偏心、初彎曲 幾何缺陷的建模的圖30

cwq的模型中,在底部、頂部的偏心都要去除。

生成任務,命名為60-cwq,開始運算即可。

如果有做大量參數分析的可以看下我的教程-ODB批處理程序,它可以一鍵提取多個odb的位移、力、應力等數據,方便簡單,謝謝支持!

鏈接:http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c17203

7.jpg

ABAQUS 長柱 初偏心、初彎曲 幾何缺陷的建模的圖32

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