本帖最后由 anning003 于 2019-6-21 04:11 编辑
最近读了一篇技术性的文章,讲的是如何基于abaqus进行弹性圆柱壳的屈曲和后屈曲分析,而且将abaqus的计算结果与理论解和经典实验进行对比。 文章中介绍了一些abaqus计算的细节,包括对Riks/Static stablization/Explicit的探讨 我按照作者的思路把过程重现了一下,主要是学习了后屈曲分析的基本方法。 先放一张后屈曲分析的对比结果:
图中的黑色圆圈是经典文献中的实验结果, 蓝线和红线是abaqus static,general 采用stablization,设置合理地damping factor 的计算结果。 后屈曲分析是将屈曲分析得到的模态乘以一个比例因子引入到模型中作为网格缺陷进行分析的结果。 对圆柱壳结构来讲,屈曲模态有两个比较重要的参数,一个是轴向的半波数m,另一个是环向的整波数n。如下:
从实验的文献中了解到,对结构后屈曲分析过程影响比较大的是环向的整波数n,因此引入的缺陷为n=1,2,3,4...18的屈曲模态, 分别对应的是屈曲分析得到的第2阶、第7阶、第11阶、。。。比较多,详细的模态总结在excel表格中 圆柱壳结构的后屈曲变形和承载能力的变化对初始缺陷的大小非常敏感,从第一张图中可以看到,引入缺陷为厚度的0.001时(蓝线), 第一次屈曲载荷比较接近理论值,引入缺陷为厚度的0.01时(红线),结构的最大承载能力降低很多,与实验值接近(因为实验模型不可避免会有缺陷) 后屈曲分析视频结果:gif文件太大 http://v.youku.com/v_show/id_XMTQ5NTQ1NzAxNg==.html
可以看到后屈曲的发生过程伴随着圆柱壳模态的变化和承载能力的变化,一般规律是圆柱壳环向整波数递减,每变化一次伴随一次承载能力的突降, 这个过程成为snap-buckling或mode jumping. Reference: Kobayashi T, Mihara Y, Fujii F. Path-tracing analysis for post-buckling process of elastic cylindrical shells under axial compression[J]. Thin-Walled Structures, 2012, 61(6):180-187. 具体的模型尺寸及材料属性、分析设置直接下载abaqus文件看吧。
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