k6網(wǎng)殼
關(guān)注創(chuàng)建者：計(jì)算結(jié)構(gòu)工作室 創(chuàng)建時(shí)間：2020-12-03
k6網(wǎng)殼的視頻教程
K6網(wǎng)殼ANSYS參數(shù)化分析——?jiǎng)傂怨?jié)點(diǎn)及半剛性節(jié)點(diǎn)——視頻講解加代碼
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k6網(wǎng)殼的實(shí)例教程
第一張圖是未引入初始缺陷的單層K6網(wǎng)殼變形示意，第二張圖是引入一階模態(tài)分布缺陷的單層K6網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)變形示意。
結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化
拓?fù)鋬?yōu)化實(shí)際上是軟件基于某種內(nèi)設(shè)條件或者用戶指定的最優(yōu)化算法，去尋找到一種近似的、更加輕量的結(jié)構(gòu)形式。不同結(jié)構(gòu)形式、不同荷載作用模式，拓?fù)鋬?yōu)化的結(jié)果不盡相同。需要注意的是，abaqus所找到的優(yōu)化構(gòu)型未必絕對(duì)最優(yōu)，只是為體系優(yōu)化提供了一個(gè)可行的方向。第一幅圖列舉了簡支梁受頂面均布荷載作用的優(yōu)化過程（對(duì)應(yīng)極簡化的橋梁結(jié)構(gòu)）；第二幅圖列舉了懸臂梁受單面?zhèn)认蚝奢d作用的優(yōu)化過程（對(duì)應(yīng)極簡化的建筑結(jié)構(gòu)）。
本研究基于abaqus中的約束方程，實(shí)現(xiàn)位移增量迭代的同時(shí)保證荷載比例與要施加的荷載比例一致，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)殼非線性屈曲的更優(yōu)化求解。具體理論如下：
對(duì)于一個(gè)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，假設(shè)其n個(gè)節(jié)點(diǎn)所受外荷載分別為F1，F(xiàn)2,...,Fn。要使網(wǎng)殼在加載過程中始終保持該比例關(guān)系，則只需設(shè)置第n+1個(gè)節(jié)點(diǎn)，并且對(duì)所有節(jié)點(diǎn)施加以下約束方程：
（1）
（二）計(jì)算條件
上述理論由加州伯克利大學(xué)的黃羽立提出，本研究基于該理論對(duì)K6型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的非線性屈曲進(jìn)行分析，具體結(jié)構(gòu)如下：
設(shè)計(jì)參數(shù)：網(wǎng)殼矢高，跨度32m，矢高4.29m，網(wǎng)殼桿件截面采用80x8，材料為Q235鋼，材料屬性采用理想彈塑性。
邊界條件：網(wǎng)殼底邊一圈鉸接。
單元類型：B32，每個(gè)單元長度約0.5m，共有節(jié)點(diǎn)數(shù)2437，單元數(shù)目1266
荷載：采用位移加載：本研究基于多點(diǎn)位移控制增量，為簡化約束方程的定義，假設(shè)下圖中點(diǎn)1荷載為Z向-4e5N，點(diǎn)2為-3e5N,點(diǎn)3為-2e5N，點(diǎn)4為1e5N，以該荷載比例為基礎(chǔ)定義具體的約束方程，然后僅需要在對(duì)應(yīng)的約束方程的控制參考點(diǎn)上施加位移邊界條件而不需要施加荷載，參考點(diǎn)處的位移設(shè)置為-0.5m。
采用約束方程，對(duì)施加荷載點(diǎn)進(jìn)行約束，設(shè)置主約束XP點(diǎn)，其位置為點(diǎn)1往z軸移動(dòng)1m。
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▲ 圖6 結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)流程
高層豎向單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能分析
結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能分析包含結(jié)構(gòu)的 整體穩(wěn)定性能和局部構(gòu)件的穩(wěn)定 分析。為了準(zhǔn)確計(jì)算構(gòu)件的計(jì)算長度，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行屈曲分析，構(gòu)件的計(jì)算長度可通過歐拉公式 反推得到 。
圖6 參考點(diǎn)選取圖
Fig.6 Schematic diagram of reference point selection
網(wǎng)殼表面單元長度劃分為0.4 m，為了結(jié)果更為精確，加密懸掛網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)附近網(wǎng)格，設(shè)置計(jì)算流域的邊界層為4層，利用Workbench的網(wǎng)格自動(dòng)劃分功能對(duì)剩余部分進(jìn)行劃分，網(wǎng)格數(shù)量為1 377 069。
對(duì)于矩形它的默認(rèn)值就是5/6。
Abaqus也有K1、K2，但值和Nastran不一樣，譬如矩形Abaqus取的是0.85， 5/6=0.8333是有嚴(yán)格的理論支撐的，正常來說這才是正確解，Abaqus為何取0.85不是很理解。
結(jié)構(gòu)是由桿件組成的，對(duì)于某些結(jié)構(gòu)（比如單層網(wǎng)殼）宏觀上結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在較大軸壓力，即使我們保證了桿件層面穩(wěn)定，也不能保證整體層面穩(wěn)定。因此這類結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行整體穩(wěn)定驗(yàn)算，這如同局部穩(wěn)定和桿件穩(wěn)定的關(guān)系。對(duì)于結(jié)構(gòu)而言桿件就是結(jié)構(gòu)的局部。
（1）
（二）計(jì)算條件
上述理論由加州伯克利大學(xué)的黃羽立提出，本研究基于該理論對(duì)K6型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的非線性屈曲進(jìn)行分析，具體結(jié)構(gòu)如下：
設(shè)計(jì)參數(shù)：網(wǎng)殼矢高，跨度32m，矢高4.29m，網(wǎng)殼桿件截面采用80x8，材料為Q235鋼，材料屬性采用理想彈塑性。
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第一張圖是未引入初始缺陷的單層K6網(wǎng)殼變形示意，第二張圖是引入一階模態(tài)分布缺陷的單層K6網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)變形示意。
本文以某單層球面網(wǎng)殼為例，采用ANSYS軟件對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性分析，該網(wǎng)殼大概情況如下：跨度40米，矢高8米，勁肋為6，環(huán)桿的圈數(shù)為5，主要截面為外部直徑為152mm，壁厚為5mm的鋼管。
20.1 K系列球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和建模
20.2 參數(shù)化設(shè)計(jì)語言APDL介紹
20.3 用戶界面設(shè)計(jì)語言UIDL介紹
20.4 網(wǎng)殼建模程序設(shè)計(jì)
20.5 程序使用說明
20.6 應(yīng)用舉例
附錄 常用結(jié)構(gòu)單元參考
