失穩(wěn)
關(guān)注創(chuàng)建者：Infinite98 創(chuàng)建時(shí)間：2021-03-31
失穩(wěn)的視頻教程
【STKO/OpenSEES】圓鋼管滯回分析-失穩(wěn)_纖維劃分_后處理
如何在沒有引入Buckling command 的OpenSEES讓構(gòu)件尤其是受壓構(gòu)件（結(jié)構(gòu)中的受壓區(qū)）觸發(fā)非理想的受壓桿變形模式呢？實(shí)際上，我們必須承認(rèn)，對(duì)于所有的現(xiàn)實(shí)中的以受壓為主的構(gòu)件都不是理想的（數(shù)值模型除外），都存在缺陷，所以我們是不存在這個(gè)臨界的，真實(shí)的受壓桿都是帶等效幾何缺陷的工作，否則就無(wú)意義。那么在這一點(diǎn)意義上，屈曲分析的目的就是獲取這個(gè)等效的幾何缺陷，所以在OpenSEES 中我們就是為了獲取這缺陷
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ANSYS-WorkBench教程 中階教程（第二講）
包含的案例： 1、球柵陣列封裝焊點(diǎn)的熱穩(wěn)態(tài)分析與熱瞬態(tài)分析 2、試劑混合器的工藝模型的熱力耦合分析 3、非線性屈曲分析（皮碗的失穩(wěn)2D算例+3D算例）； 在工程中常見的非線性材料失穩(wěn)、收壓縮部件，當(dāng)載荷達(dá)到一定限度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)屈曲失穩(wěn)現(xiàn)象。此類問(wèn)題不僅要考慮到強(qiáng)度，更需要考慮屈曲的穩(wěn)定性。
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ANSYS-WorkBench教程 屈曲分析（第一彈）
本課程結(jié)合工程實(shí)際，在工程中常見的桿件、受壓縮部件，當(dāng)載荷達(dá)到一定限度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)屈曲失穩(wěn)現(xiàn)象。此類問(wèn)題不僅要考慮到強(qiáng)度，更需要考慮屈曲的穩(wěn)定性。基于workbench軟件，是源于基礎(chǔ)，略有拔高的中級(jí)教程。其中包含了：線性屈曲分析（受壓桿的屈曲；薄壁容器；圓弧端蓋失穩(wěn)的靜力學(xué)分析）。
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失穩(wěn)的實(shí)例教程
摘要：為了研究波紋管波形參數(shù)對(duì)波紋管平面失穩(wěn)的影響，使用ANSYS軟件建立了波紋管的有限元模型，對(duì)不同波形參數(shù)下的波紋管有限元模型進(jìn)行了模態(tài)分析與特征值屈曲分析。有限元計(jì)算結(jié)果表明，增加波紋管的壁厚和波距，或者減小波高，會(huì)使波紋管的固有頻率和屈曲載荷增加，因此在波紋管設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足綜合性能情況下，可通過(guò)在一定范圍內(nèi)增加波紋管的壁厚和波距，或者減小波高的方法減少平面失穩(wěn)的發(fā)生；同時(shí)模態(tài)分析求出了波紋管的固有頻率和振型，可以避免在工程作業(yè)中，因?yàn)橥饨缯駝?dòng)頻率與波紋管固有頻率相同而發(fā)生共振現(xiàn)象，致使波紋管發(fā)生平面失穩(wěn)，為工程設(shè)計(jì)提供有效參考。
關(guān)鍵詞：波紋管;ANSYS數(shù)值模擬;屈曲分析;模態(tài)分析;波形參數(shù);平面失穩(wěn);
0 引言
波紋管膨脹節(jié)是用于管道連接和補(bǔ)償裝置，是一種薄壁型殼體，廣泛用于航空航天、化工、船舶等領(lǐng)域，它在工作時(shí)可補(bǔ)償由于熱脹冷縮和壓力變化帶來(lái)的位移變化，同時(shí)還可以起到降噪、減震的作用。在工作中波紋管常會(huì)因?yàn)閮?nèi)壓過(guò)大而產(chǎn)生平面失穩(wěn)，平面失穩(wěn)一般發(fā)生在長(zhǎng)度與直徑之比較小的波紋管中，或者無(wú)加強(qiáng)型波紋管中，是指波紋所在的平面不再與波紋管的軸線保持垂直，一個(gè)或多個(gè)波紋出現(xiàn)傾斜或彎曲[1]。張慶等[2]提出用ANSYS有限元法對(duì)同時(shí)承受軸向、橫向和轉(zhuǎn)角位移載荷的波紋管進(jìn)行內(nèi)壓穩(wěn)定性分析。葉陳等[3]利用 ANSYS軟件對(duì)未發(fā)生位移的波紋管平面失穩(wěn)壓力進(jìn)行有限元分析。陳曄等[4]用ANSYS有限元軟件對(duì)U形無(wú)加強(qiáng)波紋管在不同平面失穩(wěn)工況下的應(yīng)力響應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算。張道偉等[5]對(duì)波紋管在拉伸條件下的外壓穩(wěn)定性進(jìn)行了試驗(yàn)研究和非線性有限元分析。但由于波紋管是薄壁結(jié)構(gòu)，形狀不規(guī)則，應(yīng)力也分布較復(fù)雜，導(dǎo)致波紋管性能受波形參數(shù)影響較大，而波紋參數(shù)對(duì)平面失穩(wěn)影響的研究也較少。
展開 材料失穩(wěn)時(shí)應(yīng)變，損傷，應(yīng)力三軸度急劇增加
損傷閥值DCRIT設(shè)定為1.0時(shí)計(jì)算結(jié)果如下：
材料不發(fā)生失穩(wěn)時(shí)單元幾乎同時(shí)失效，有一定隨機(jī)性
材料不發(fā)生失穩(wěn)時(shí)無(wú)法構(gòu)建應(yīng)力下降段
結(jié)果對(duì)比
當(dāng)材料出現(xiàn)失穩(wěn)時(shí)，塑性應(yīng)變，損傷，應(yīng)力三軸度在很短的時(shí)間內(nèi)急劇增長(zhǎng)，需在失穩(wěn)時(shí)間內(nèi)加密輸出頻率才能捕捉到峰值（損傷閥值0.5的例子在最小時(shí)間步長(zhǎng)的輸出時(shí)間間隔內(nèi)依然未捕捉到損傷為1的時(shí)刻點(diǎn)）。
Dyna中GISSMO和JC失效模型比較
JC失效模型無(wú)法模擬材料失穩(wěn)過(guò)程，損傷計(jì)算只能是線性累積，失效應(yīng)變與應(yīng)力三軸度只能是單調(diào)的關(guān)系； GISSMO失效模型可以模擬材料失穩(wěn)過(guò)程，損傷計(jì)算為非線性指數(shù)累積，失效應(yīng)變與應(yīng)力三軸度可以不是單調(diào)的關(guān)系。是一種更符合實(shí)際的失效模型。
展開 鋼結(jié)構(gòu)的破壞一般源于結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。失穩(wěn)的意思是材料沒有達(dá)到屈服強(qiáng)度而破壞，彈性失穩(wěn)和彈塑性失穩(wěn)都叫失穩(wěn)。
圖1
這個(gè)樓的倒塌也是源于失穩(wěn)。有一個(gè)視頻，記錄了樓的倒塌過(guò)程——樓是瞬間自前向后往“一側(cè)”倒掉的，典型的結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，圖1為樓倒塌后的狀態(tài)。為什么是穩(wěn)定破壞而不是強(qiáng)度破壞呢？關(guān)鍵是這個(gè)“瞬間”。古人云：失穩(wěn)如失戀，發(fā)生在瞬間。那強(qiáng)度破壞是什么呢？強(qiáng)度破壞如戀愛，時(shí)間有長(zhǎng)有短，但需要火候。看，古人就是智慧！
那房子為什么會(huì)失穩(wěn)呢？這就要匯集一下目前的背景材料，雖然不完全準(zhǔn)確。該建筑原為四層鋼結(jié)構(gòu)，雙向鋼框架。縱向（長(zhǎng)方向）六跨，橫向（短方向）2跨。后來(lái)經(jīng)過(guò)18年的改造，加了3層，增加了酒店功能，砌了隔墻，上部14米跨加了柱子改為兩跨。一個(gè)重要的信息：房子是在當(dāng)期的一次新改造過(guò)程中倒塌的。改什么呢？一層有人退租，改造準(zhǔn)備重新裝修出租。還有一個(gè)信息是承重墻破壞了。框架結(jié)構(gòu)有承重墻嗎？沒有！那是什么墻呢？隔墻。因?yàn)橐郧暗讓佑辛覇挝唬g一定有隔墻分隔，而且是橫隔墻。改造，如果兩家并一家，打掉一排橫隔墻。
展開 屈曲分析主要用于研究結(jié)構(gòu)在特定載荷下的穩(wěn)定性以及確定結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的臨界載荷，屈曲分析主要包括： 線性屈曲和非線性屈曲分析。線彈性失穩(wěn)分析又稱特征值屈曲分析； 線性屈曲分析可以考慮固定的預(yù)載荷，也可使用慣性釋放；非線性屈曲分析包括幾何非線性失穩(wěn)分析， 彈塑性失穩(wěn)分析， 非線性后屈曲分析。本案例是基于optistruct對(duì)壓桿進(jìn)行簡(jiǎn)單的線性屈曲分析，計(jì)算壓桿在承受多大載荷下回發(fā)生失穩(wěn)。
各階模態(tài)屈曲特征值及各階屈曲模態(tài)陣型動(dòng)畫
第一階模態(tài)屈曲特征值及第一階屈曲模態(tài)陣型動(dòng)畫
初始模型（加載及邊界條件）
各階模態(tài)及陣型動(dòng)畫
具體如何操作、屈曲載荷的計(jì)算等見收費(fèi)內(nèi)容部分中的模型，凡購(gòu)買的朋友如有操作上的疑問(wèn)可以私信！
展開 引言：躍越失穩(wěn)失穩(wěn)是不同于分支點(diǎn)失穩(wěn)和極值點(diǎn)失穩(wěn)的一種失穩(wěn)方式，它既無(wú)平衡分岔點(diǎn)，又無(wú)極值點(diǎn)，它是在喪失穩(wěn)定平衡之后跳躍到另一個(gè)穩(wěn)定平衡狀態(tài)。
比如，上圖中所示為一種很常見的發(fā)夾，一般狀態(tài)是這樣左上排的樣子，但是在使用時(shí)需要先掰一下。這一掰，發(fā)夾先發(fā)生大的彈性變形，然后在與初始相反的彎曲狀態(tài)下保持平衡，變成右下排的樣子。這就是一個(gè)很簡(jiǎn)單常見的躍越失穩(wěn)現(xiàn)象。
下文將使用abaqus和isolver兩個(gè)求解器，計(jì)算典型的躍越失穩(wěn)問(wèn)題，來(lái)測(cè)試isolver軟件的計(jì)算精度。
1、簡(jiǎn)單空間桁架
如圖是一個(gè)包含兩根桿件的平面桁架，在頂部節(jié)點(diǎn)向下加一集中力P。若僅考慮幾何非線性，則為一經(jīng)典的越躍失穩(wěn)問(wèn)題。荷載與頂部節(jié)點(diǎn)位移的理論關(guān)系為：
(1)有限元模型
有限元模型共三個(gè)節(jié)點(diǎn)，兩個(gè)單元，單元類型為T3D2。左右兩側(cè)節(jié)點(diǎn)約束x、y、z三個(gè)方向的平動(dòng)自由度，中間節(jié)點(diǎn)約束x、z方向的平動(dòng)自由度。
材料本構(gòu)：使用線彈性材料，如下所示
2）加載
躍越失穩(wěn)問(wèn)題是比較難求解的非線性問(wèn)題，一般采用弧長(zhǎng)法求解，為方便收斂本次改用位移加載，使用一般的靜力求解方式。
（3）求解設(shè)置
注意打開幾何大變形開關(guān)；要在歷史輸出中輸出中間節(jié)點(diǎn)的反力和位移，方便繪制荷載位移曲線。
（4）結(jié)果
最后荷載步的位移和應(yīng)力云圖如下所示。
y向位移(左:isolver,右:abaqus)
Mises等效應(yīng)力(左:isolver,右:abaqus)
由圖可見，兩種軟件求解的應(yīng)力和位移結(jié)果完全吻合。
將中間節(jié)點(diǎn)的荷載位移曲線的理論解、abaqus解、isolver解畫于同一幅圖中，如下所示。
展開 
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失穩(wěn)的最新內(nèi)容
p>進(jìn)一步基于最大靜載工況計(jì)算，上下柱窩的靜載安全系數(shù)約為</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202604/imgs/eb413495cb674b2ab9bd650b463d4b9d.png" height="36" width="71"></p><p>該安全系數(shù)滿足常規(guī)結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)要求，說(shuō)明柱窩區(qū)域在極限載荷下仍具有顯著的安全儲(chǔ)備，不會(huì)發(fā)生屈服或失穩(wěn)破壞
[案例]薄壁彎管在內(nèi)壓和彎矩作用下的彈塑性坍塌分析1個(gè)月前
由于涉及坍塌（極值點(diǎn)失穩(wěn)），通常需要使用弧長(zhǎng)法（Riks） 或設(shè)置非常小的初始增量步0.05來(lái)控制求解過(guò)程。
場(chǎng)輸出請(qǐng)求： 確保輸出應(yīng)力（S）、應(yīng)變（E）、位移（U）等。
增加輸出請(qǐng)求： 輸出Nout點(diǎn)集合的施加彎矩一端的反作用力矩（RM）和轉(zhuǎn)角（UR），用于繪制力矩-轉(zhuǎn)角曲線、橢圓變形等。
鑄鐵平臺(tái)精度守護(hù)：從源頭到日常的抗衰老之道1個(gè)月前
溫度變化引起的熱脹冷縮、濕度導(dǎo)致的銹蝕、振動(dòng)引發(fā)的精度失穩(wěn)，都是加速衰老的推手。
維護(hù)保養(yǎng)的缺失使得小問(wèn)題演變成大故障。缺乏定期的精度檢測(cè)與調(diào)整，忽視日常清潔與防銹，讓平臺(tái)在不知不覺中走向衰老。
三、抗衰老的策略與實(shí)踐
對(duì)抗鑄鐵平臺(tái)衰老，需要從全生命周期入手，構(gòu)建系統(tǒng)的防護(hù)體系。
1. 源頭把控：優(yōu)選與驗(yàn)收
選擇優(yōu)和質(zhì)鑄鐵平臺(tái)是抗衰老的第和一步。
承重規(guī)格，是避免設(shè)備“失穩(wěn)”的核心。不同設(shè)備的重量、運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)強(qiáng)度差異很大，試驗(yàn)臺(tái)鐵地板的承重能力，須大于設(shè)備重量的1.2-1.5倍，才能抵御設(shè)備運(yùn)行時(shí)的瞬時(shí)沖擊力和持續(xù)重壓。若承重規(guī)格不足，長(zhǎng)期使用會(huì)導(dǎo)致臺(tái)面變形、下沉，不僅讓設(shè)備站不穩(wěn)，還會(huì)直接破壞測(cè)試精度，甚至縮短鐵地板和設(shè)備的使用壽命，得不償失。
精度規(guī)格，是數(shù)據(jù)“測(cè)得準(zhǔn)”的關(guān)鍵。
多標(biāo)簽策略允許推薦并列的有效方案，保證在不同硬件環(huán)境、不同非線性階段都能有解可用，避免了過(guò)于激進(jìn)的“單一答案”造成的失穩(wěn)。
模型完整再現(xiàn)了結(jié)構(gòu)從微損傷萌生、宏觀裂縫擴(kuò)展直至最終失穩(wěn)潰壩的全過(guò)程損傷演化，并特別計(jì)入了壩體損傷后庫(kù)水壓力的持續(xù)作用機(jī)制。研究結(jié)果表明：壩頂區(qū)域?yàn)榻Y(jié)構(gòu)最薄弱部位，損傷破壞易在此處萌生并發(fā)展。爆炸當(dāng)量與爆炸深度的變化均顯著影響壩體損傷程度，其中在相同爆炸當(dāng)量下，增大爆炸深度可顯著減輕拱壩的損傷。拱壩在水下爆炸作用下的破壞過(guò)程可分為三個(gè)階段：i）初始損傷階段；ii）損傷發(fā)展階段；iii）潰壩階段。
同時(shí)說(shuō)明屈曲的本質(zhì)還是縱向加壓后橫向剛度變小，導(dǎo)致橫向抗力能力的下降，導(dǎo)致失穩(wěn)彎折。
然而，在復(fù)雜外部載荷作用下，該類結(jié)構(gòu)的振動(dòng)與屈曲穩(wěn)定性問(wèn)題依然是設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)：振動(dòng)易引發(fā)結(jié)構(gòu)疲勞損傷，縮短其服役壽命；屈曲失穩(wěn)則可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體失效，甚至引發(fā)嚴(yán)重安全事故。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法多依賴于工程經(jīng)驗(yàn)或采用簡(jiǎn)化優(yōu)化策略，往往難以在輕量化目標(biāo)、振動(dòng)特性與屈曲穩(wěn)定性三者之間實(shí)現(xiàn)有效平衡，從而制約了結(jié)構(gòu)性能的進(jìn)一步提升。
基于特征值的加筋圓柱的非線性屈曲分析6個(gè)月前
屈曲是一種結(jié)構(gòu)失穩(wěn)形式，其中載荷的微小增量會(huì)導(dǎo)致變形的極大增量。
本模擬演示了對(duì)加筋圓柱的非線性屈曲分析。
該模擬采用圓柱柱局部屈曲分析來(lái)演示如何
在初始幾何形狀中引入一種缺陷。這種缺陷的量
為了使模型在數(shù)值上發(fā)生屈曲，這是必要的。采用了非線性穩(wěn)定化方法
以達(dá)到在屈曲點(diǎn)處的收斂。
適用對(duì)象：大尺寸灰斗側(cè)板鼓脹、鋼架局部失穩(wěn)。
具體做法：在灰斗內(nèi)部?jī)蓚€(gè)對(duì)立側(cè)板之間焊接型鋼（如工字鋼、H型鋼）作為水平或豎向支撐桿，將板面承受的荷載轉(zhuǎn)化為支撐桿的軸向力
優(yōu)點(diǎn)：能有效抑制板面變形，提高穩(wěn)定性，效果顯著。
缺點(diǎn)：可能對(duì)灰料流動(dòng)產(chǎn)生輕微影響，需注意防磨和防積灰設(shè)計(jì)。
