一、問題描述

     在鋼結構中，受壓桿件一般在其達到極限承載力前就會喪失穩定性，所以失穩是鋼結構最為突出的問題。壓桿整體失穩形式可以是彎曲、扭轉和彎扭。鋼構件在軸心壓力作用下，彎曲失穩是常見的失穩形式。而影響軸心受壓構件整體穩定性的主要因素為縱向殘余應力、初始彎曲、荷載初偏心及端部約束條件等。實際的軸心受壓構件往往會存在上述的一種或多種缺陷，導致構件的穩定承載力降低。

     本文主要針對任意軸對稱的圓形鋼管截面，利用ABAQUS有限元非線性分析軟件，對其在軸心受壓情況下進行特征值屈曲分析和靜態及動態的非線性屈曲分析（考慮材料彈塑性和初始缺陷的影響）。通過考慮材料非線性、幾何非線性并引入初彎曲，得出構件發生彎曲失穩的極限荷載,并且由彎曲失穩的臨界荷載得出的構件荷載位移曲線。同時再進行非線性分析時，需要施加初始擾動，以幫助非線性分析時失穩，可以通過特征值屈曲分析得到的初始彎曲模態來定義初始缺陷；最后由可以將特征值屈曲分析得到的臨界荷載作為非線性屈曲分析時所施加荷載的參考。

二、結構模型

用ABAQUS中的殼單元建立軸心受壓模型，采用SI國際單位制（m）。
1.構件的材料特性： E=2.0E11N/m2，μ=0.3， fy=2.35E8N/m2 ，ρ=7800kg/m3 ，鋼管半徑：60mm，厚度：3mm，長度：2.5m。

2.鋼管的截面尺寸及鋼管受到的約束和荷載施加的模型圖如圖2-1及圖2-2所示。

三、有限元模型

a 設置全局的單元大小為0.1

b 在網格參數中設置單元形狀為Quad，網格劃分技術為Free

c 設置單元類型為S4R (4節點四邊形有限薄膜應變線性減縮積分殼單元)

在buckle分析中為了后面Riks非線性分析可以引入初始缺陷，劃分網格結束后需要修改Inp文件，打開Model-Edit key words，在其中找到含有*RESTART關鍵詞的文本塊，在其后添加以下模塊：

四、缺陷施加

引入初始缺陷 在Model—Edit keywords—YA GANG,在其中找到含有第二個*Boundary選項的文本塊，在其后添加以下模塊：

五、計算結果

六、繪出荷載位移曲線