结构稳定性分析-理论篇

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1 结构稳定性分析原因

许多结构都需要进行结构稳定性计算，如细长柱、细长杆、压缩部件、薄壁结构、旋转受压结构、真空容器等。这些结构件在不稳定开始时，任意方向的微小载荷、很小动荡都会使得结构有一个很大的改变。

2 结构稳定性涉及概念

临界载荷：结构在理论上的失稳载荷，或屈曲开始时的载荷。分支点失稳对应的载荷，又称为第一类失稳。

极限载荷：结构在实际工作环境中的失稳载荷。在实际结构中，载荷很难达到临界载荷，因为存在扰动和非线性行为，结构在低于临界载荷时通常就会变得不稳定，这个失稳载荷称为极限载荷。极值点失稳对应的载荷，又称为第二类失稳。需要采用大扰度理论，本质上属于几何非线性问题。

3 结构稳定性分析技术

线性屈曲分析：又称为特征值分析或结构弹性稳定性分析，求解分支点失稳问题。预测结构在理论上的理想线弹性屈曲强度（分歧点），忽略所有的非线性行为（材料、接触和状态），产生非保守的结果，预测值偏高（甚至超过实测值几十倍），计算误差很大。因此，参考价值不大，但是求解速度快、省时，可以提供屈曲失效的上限值。

非线性屈曲分析：缺陷和非线性行为阻止了真实结构达到它们理论上的弹性屈曲强度，求解极值点失稳问题。考虑了加工缺陷、几何非线性（如大扰度）、材料非线性等因素，并采用逐步递增的载荷来搜寻导致结构不稳定的载荷点，是一种非线性静力分析。比较接近实际情况，计算结果更准确，而且可以进行后屈曲分析，但是耗时。包括几何非线性失稳分析、弹塑性失稳分析（材料非线性失稳分析）、非线性后屈曲分析（包含几何非线性和材料非线性）。

来源：纵横CAE

ANSYS Workbench常用命令流

定义数组*dim, nodenum, array, m, n可变化字符！用于生成批量文件的名称% i %选择载荷步 set, i 数据格式 Fw.d，整数时，d必须为0，w不能太小，以免丢失精度. 循环语句*do, I, 1, m, 1……*enddo读取txt文件!定义一个数组nudenum_1用于存放外部txt文件*dim, nudenum_1, array, m, n！将外部nodenum.txt文件存放到数组中*vread, nodenum_1, nodenum, txt(f15.0) 导出txt文件 *cfopen, surface, txttxt_1=*vwrite, txt_1(3e15.6)*cfclos输出图片/graphics, power/show, jpeg,,Plnsol, temp, sum, 0, 1.0/show, close注：将该命令放入循环语句中，可以实现图片批量输出.改变背景颜色a) 将背景改为白色/rgb, index, 100, 100, 100, 0/rgb, index, 80, 80, 80, 13/rgb, index, 60, 60, 60, 14/rgb, index, 0, 0, 0, 15/replotb) 将背景改为黑色/rgb, index, 0, 0, 0, 0/rgb, index, 60, 60, 60, 13/rgb, index, 80, 80, 80, 14/rgb, index, 100, 100, 100, 15/replot获取节点相关结果! 获取节点位置坐标*get, shell, node, k, loc, x！获取节点温度*get, shell, node, k, temp！获取节点位移*get, shell, node, k, u, x！获取节点应力*get, shell, node, k, s, it1num！获取节点速度*get, shell, node, k, v, x！获取节点加速度*get, shell, node, k, a, x！获取节点力*get, shell, node, k, f, x！获取节点总数*get, nodenum, node, 0, count！获取节点最小编号*get, nodenum, node, num, 0, min！获取节点最大编号*get, nodenum, node, num, 0, max！获取支反力*get, shell, fsum, 0, item,fx！获取模态（曲屈）分析各个阶的频率*get, shell, mode, n, freq来源：纵横CAE