極限載荷法APDL算例及注意事項

Infiniteelements

2023年8月28日 14:12

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極限載荷法是求解結(jié)構(gòu)能承受的極限載荷的一種方法。極限載荷法是一種強度分析方法，注意要與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析區(qū)分開。下面給出一個帶有缺陷的管道結(jié)構(gòu)極限載荷APDL算例，最后給出幾點注意事項，供讀者參考。

極限載荷法APDL算例及注意事項的圖1

! ***************環(huán)境設(shè)置************************finish/clear/filn,file/title,!基本參數(shù)h1=108!外徑h2=108-2*8!內(nèi)徑h3=1000!管長h4=1.5!缺陷深度h5=30!缺陷軸向長度angle_1=60!缺陷周向角度!****************前處理***************************/prep7et,1,185 ! 定義1號單元類型mp,ex,1,2.06e5 ! 定義材料1的彈性模量mp,nuxy,1,0.3 ! 定義材料1的泊松比mp,dens,1,7.85e-6 ! 定義材料1的密度  !!!!!!!!!!!!!!!TB,BISO,1,1,2TBTEMP,0TBDATA,,235!!!!!!!!!!!!!!!!!!*******************建模**************************cylind,h2/2,h2/2+h4,0,h3/2,0,180cylind,h2/2+h4,h1/2,0,h3/2,0,180nummrg,allnumcmp,allwpoff,,,h5/2vsbw,allwpoff,,,h5vsbw,allwprota,,90wprota,,,angle_1/2vsbw,allwprota,,,angle_1/2*2vsbw,allwpcsys,-1,0vdele,11,,,1!!!!!!!!!!!!!!!!!分網(wǎng)Lesize, 21,(h1-h2)/2/4Lesize,47,(h1-h2)/2/4Lesize,57,(h1-h2)/2/4Lesize,66,(h1-h2)/2/4Lesize,69,(h1-h2)/2/4Lesize,70,(h1-h2)/2/4Lesize,85,(h1-h2)/2/4Lesize,95,(h1-h2)/2/4Lesize, 104,(h1-h2)/2/4Lesize, 106,(h1-h2)/2/4Lesize, 111,(h1-h2)/2/4Lesize, 113,(h1-h2)/2/4Lesize, 73,(h1-h2)/2/4Lesize, 82,(h1-h2)/2/4Lesize, 89, (h1-h2)/2Lesize, 20, (h1-h2)/2vsweep,21vsweep,16vsweep,23vsweep,13vsweep,22vsweep,24vsweep,17vsweep,3vsweep,8vsweep,6vsweep,7vsweep,1vsweep,5vsweep,19vsweep,9vsweep,20vsweep,2!!!!!!!!約束asel,s,loc,yasel,a,loc,zda,all,symmallsel,alldk,10,ux!!!!!!!!!!!!加載csys,1asel,s,loc,x,h2/2-0.1,,h2/2+0.1asel,a,,,50asel,a,,,49asel,a,,,47csys,0sfa,all,,pres,50allsel,allasel,s,loc,z,h3/2sfa,all,,pres,-50*(h2/2)**2/((h1/2)**2-(h2/2)**2)allsel,all/solu!設(shè)定輸出選項OUTRES,ALL,ALL ! 輸出所有結(jié)果TIME,1               ! 設(shè)定時間步NSUB,50,50,30 ! 設(shè)定子步數(shù)KBC,0!線性加載NROPT,FULL ! 將N-L選項設(shè)置為FULLPRED,ON ! 打開時間步長預(yù)測LNSRCH,ON ! 打開線性搜索AUTOTS,ON ! 激活自動時間步長ALLSEL ! 全選擇solvefinish

注意事項：

1、極限載荷法基于材料非線性，應(yīng)用理想彈塑性本構(gòu)模型。極限載荷法不考慮幾何非線性，ANSYS計算時不需打開大變形選項。關(guān)于這兩點，是有一些爭議的，很多書上，甚至一些很有影響力的ANSYS書籍上，并沒有按照上面的做法。筆者依據(jù)的是國內(nèi)的壓力容器分析設(shè)計標準JB4732中關(guān)于極限載荷法的描述。

極限載荷法APDL算例及注意事項的圖2

2、對于極限載荷法，應(yīng)該施加多大的載荷呢？我們可以根據(jù)理論估算一下結(jié)構(gòu)的極限載荷值，之后把這個數(shù)據(jù)放大一些，比如乘個1.5倍。比如上面給出的算例，估計理論極限載荷值是很容易的，圓筒中徑公式就可以了。對于無法應(yīng)用理論估算極限載荷的結(jié)構(gòu)，可以使用多次計算的方法來找到一個合適的載荷值。

3、極限載荷法加載時應(yīng)按照線性加載，載荷逐漸增大的，直到載荷使結(jié)構(gòu)計算發(fā)散。

4、極限載荷載荷法計算到最后會不收斂，彈出錯誤，這不是計算有問題，實際上就是要算到結(jié)構(gòu)發(fā)散，最后幾步發(fā)散的、不合理的數(shù)據(jù)可以舍去。

5、得到載荷位移曲線后，可以應(yīng)用二倍彈性斜率等方法得到極限載荷值。建議將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到Origin、Excel等軟件處理數(shù)據(jù)，出圖。

6、許用載荷等于極限載荷值除以安全系數(shù)，安全系數(shù)一般取1.5。

完結(jié)

文章來源：ansys學(xué)習(xí)分享網(wǎng)

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