截面帶殘余應力和初始幾何缺陷的工字梁非線性屈曲分析

材料非線性行為:雙線性隨動強化BKIN,屈服強度460MPa
幾何非線性:長工字梁
其他:
1.采用梁單元beam188建模
2.各個梁截面初始含有初始殘余應力
加載示意圖:
截面帶殘余應力和初始幾何缺陷的工字梁非線性屈曲分析的圖1
梁單元初始殘余應力云圖
截面帶殘余應力和初始幾何缺陷的工字梁非線性屈曲分析的圖2
梁單元等效應力云圖:
截面帶殘余應力和初始幾何缺陷的工字梁非線性屈曲分析的圖3
由此可見,結構發生屈服并不是因為達到材料的屈服極限,而是發生受壓失穩。
載荷和轉角曲線:
截面帶殘余應力和初始幾何缺陷的工字梁非線性屈曲分析的圖4

 

這類問題很多時候是采用的是殼單元建模分析,本文提供了一種新的思路,對于復雜模型,由于節點數目相比于殼單元要少很多,因此可以極大的提高求解的效率。
另外在提供一個新的思路,根據本模型的特點,其實也可以采用2D-3D擴展的方法。不過,這樣要花費比較大的計算資源。
過程如下:
1.首先采用平面應變單元,建立梁截面模型,然后采用施加截面的初始殘余應變。
2.將模型擴展到3D。輸出3d狀態下的初始殘余應力。
3.將上述模型拷貝兩份。其中一份用于得到殘余應力分布。另一份用于正常的特征值屈曲分析。
4.獲取特征值屈曲分析的變形作為初始幾何缺陷。
5.加入前面得到的初始殘余應力場載荷,進行非線性求解分析。
采用實體單元分析時,需要注意載荷的轉換。另外注意不要把初始應力場加到特征值分析時。

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