求助，后屈曲分析，引入imperfection的问题

xsm000

我看了帮助文档和论坛关于后屈曲分析中引入imperfection的讨论之后，小弟我对于后屈曲中引入的imperfection的问题还有些不明白，请高手赐教。
1、引入缺陷的值的计算，论坛上说这是一个经验值，有说取厚度的2%~5%，还有说取10%或者更大，我在帮助文档中看一个例子取了厚度的5倍，这个取值范围到底是多少呢？
2、常常引入好几阶模态的缺陷作为扰动，然后缺陷值可以是线性分布的也可以是非线性的，例如
*IMPERFECTION, FILE=L-plate-1, STEP=1

1,2e-5

2,0.8e-5

3,0.4e-5

4,0.18e-5

5,0.16e-5

6,0.10e-5

7,0.10e-5

8,0.08e-5
这就是取了8阶，非线性分布的，能不能只取一阶？是不是一定要取第一阶？还有线性分布与非线性分布，对计算结果有什么影响。
3、还有说可以在mesh模块中直接定义节点的位移缺陷，这是怎么操作的呢？

不会做题

北鹰南飞 发表于 2011-8-21 12:21
回复 14# zouaihua
这些问题我说过很多次了，不想再重复了。第一个问题，你可以好好看看我帖子中的模型的 ...

一级会员，帖子看不了哦

zsq-w

1 缺陷值，我听说的是厚度的10%以下。lz能不能把帮助文件那个厚度的5倍的例子发上来看看？

2 可以只取一阶。而且一般的失稳模态也是第一阶主导。lz提供的这个例子，第一阶2e-5，比后面几阶都大，也说明第一阶主导。

3  我还不会。坐等高人指导。

yantufengyu

我也有同样的问题，顶一下

xsm000

2# zsq-w
谢谢版主哈！
      帮助中的原话“an imperfection size of 5.0 times the shell thickness (i.e., 10 times the value actually used in the analysis) was used to generate the perturbed mesh shown in this figure. ”，从inp文件中看不出引入缺陷的大小。
       我的例子，是引入了最大值为厚度的2%的缺陷，我在一篇文献中看到说“对缺陷敏感的结构，引入单一模态的缺陷因子产生非保守的结果”，由英文翻译过来的，也不知道翻译的对不，如果这样的话，并不是所有的结构引入单一模态的缺陷因子都行，还有就是如何判定结构是否缺陷敏感呢？通过定几组缺陷值试算一下之外还有别的方法吗？

zsq-w

此处我也多有疑惑，刚才去xsm提供的帮助中的原话看了下，的确有5倍厚度和10倍厚度的说法；而且在其后Figure 1.2.6–3 还有：
Perturbed geometry of the cylindrical shell (imperfection factor = 5 × thickness for illustration only; actual imperfection factor used = .5 × thickness).
看来50%的厚度也用过。我以前一直以为是5%-10%的，呵呵呵，看来我的这个想法是错误的。

fuxinwei

mesh直接网格，我是偶然间发现的，以前在论坛中看到过这种提法吗，一直不会用，后来发现非常简单，会的一略而过，不会的人就搞不明白了，
道理很简单，用riks计算时，引入缺陷是为了产生模型不对称，才容易发生屈曲。以压缩为例，没有缺陷，就会一直处于压缩状态，不发生屈曲。
abaqus有个修改网格节点位移的功能，通过修改节点坐标，修改点相当于产生了缺陷
但这中方法，缺陷的程度也有待于考究，位置很精确。
图为：用edit mesh方法修改一平板节点图

修改 1# xsm000

xsm000

6# fuxinwei

大概明白了，谢谢哈，你说得对，弧长法中是一定要引入缺陷才能算后屈曲，那用显式算法算后屈曲中是否不用引入缺陷了？但是我看到的用显式算后屈曲的例子中也是引入了缺陷的啊！

rocky11

最近也刚开始接触屈曲，看了帮助等资料，说的不对请大家指出：
结构的平衡路径上可能会出现分叉，屈曲本身也是结构的一种可能平衡状态。
现实中的结构总有各种各样的缺陷，几何形状，材料，边界条件，载荷的不理想不均匀等，这些缺陷会自然将结构引入后屈曲的平衡状态，因为屈曲状态能量更小。
有限元模型总是完美的，不引入初始缺陷，结构会在非屈曲的平衡路径上，不会自然进入屈曲状态。
自己做过的问题里，有用Riks很难收敛，没办法先用Explicit做，也是需要引入初始缺陷，否则不出现屈曲。
如果只是用来预测屈曲的临界载荷，而不关注整个后屈曲过程，对于特征值不靠近的结构，我算的情况是对引入任何一阶屈曲模态和引入幅值大小（50%以内试过多个值）都不敏感。这个结论应该和具体结构有关。
帮助中好像提过线性屈曲特征值分布均匀，没有几阶特别靠近可以认为对缺陷不敏感？

xsm000

8# rocky11
谢谢你的回复!如果我就是关心结构的后屈曲过程，这个缺陷值应该怎么引入呢？

ltjia

Riks很难收敛，收敛结果为什么差很多

敦诚

9# xsm000

如果使用buckle做的话，不存在你所要的屈曲后行为，因为好像只有位移是输出变量。而我们做计算一般会有三部分：
强度，刚度，稳定性分析。
如果这三个中有一个不满足就代表结构不合理需要重新设计，一般的力学计算都是这三个步骤，当然应用在机械方面的最多。
而buckle这个分析部就是来检验结构屈曲的，abaqus设计理念也是一样的，如果结构屈曲的话，代表结构不合理，需要重新设计，其实它的作用就是这个，他不太关心buckle以后的行为，而求解方式也和我们学的材料力学和结构力学压杆稳定理论产不多，只不过在材料力学和结构力学中的偏微分方程在abaqus采用模态叠加方式进行数值求解了。
而你会所说的屈曲后续行为是采用explicit来做，你要知道这两个模块解的控制方程是不一样的啊，explicit采用差分来解一个椭圆方程。它可以研究材料高度非线性问题，但是绝不是你想象的屈曲问题，因为屈曲问题在失稳以后存在分叉，而分叉有可能和初始缺陷有关，所以使用explicit求解得到的屈曲后续行为不敢说是对的！因为控制方程都变了啊，椭圆形变成算曲型，能算并不代表就是对的。
还有屈曲以后不存在引入初始缺陷的，既然叫做初始缺陷，就是在初始时就有，不是屈曲以后加上去的，这个好引就和别的引入一样，只不过是用explicit来计算，计算之前要进行模态分析，将低阶模态提取作为引出初始缺陷的根据。
至于你说的mesh的时候引入初始缺陷，应该不是在cae下面的操作，应该自己写inp比如选用一些算法还设计节点位置，这个在abaqus里面实现起来很困难的，不像ansys有adpl可以很方便的和matlab建立联系。

pclwy2008

想请教 ：屈曲分析中：1，比如柱是圆管，直径300，厚6mm 长3m,取一阶 缺陷因子取多少啊？是6*0.02=0.12吗？我取 0.5能算，0.6也能 0.7 就不能算了 不收敛 不知道为什么？
2,分析布中几何非线性是否要打开，我打开了 就不收敛，不打开可以收敛但前提还是在缺陷因子小于0.7时才收敛。最近捉摸了好久没法解决 请教顶贴

北鹰南飞

回复 12# pclwy2008
是0.006*0.02=0.00012吧？
几何非线性要打开，可以看看这个贴中给的模型：
http://forum.simwe.com/thread-986141-1-1.html

zouaihua

回复 13# 北鹰南飞

、
    斑竹请问一下，用riks法怎样得到荷载位移曲线？我只能得到荷载弧长曲线，至于位移和弧长曲线不知道怎么得到，要在历史输出设定吗？还有怎样确定非线性屈曲的临界荷载呢？
  我在论坛上看到过好多这样的问题，但是没人回复，期待回答！

北鹰南飞

回复 14# zouaihua
这些问题我说过很多次了，不想再重复了。第一个问题，你可以好好看看我帖子中的模型的设定，第2个问题你好好看看帖子中的介绍（这些问题，其实早就说了很多次了，不是没人回答）：
http://forum.simwe.com/thread-986141-1-1.html
http://forum.simwe.com/thread-983874-1-1.html

pclwy2008

回复 13# 北鹰南飞
版主你好：我化了一天时间看了你提供的链接因为我是普通会员 所以很多帖子看不到，刚才我试了下risk我按你说的引入了缺陷因子算了很久了 还没出结果，估计是我分析步中增量步搞错了 我确实不知道如何确定，能否留个QQ，我发CAE和INP 给你看下 我琢磨好久了  我做的是Q690高强钢 是个系列实验加模拟，这个圆管就是实际构件已加工好，准备开学做，现在是模拟下承载力，才好控制加载。希望请帮忙，感激不尽

北鹰南飞

回复 16# pclwy2008
发到我邮箱：wellin2011@yeah.net

zouaihua

回复 15# 北鹰南飞


    谢谢斑竹回帖！
  刚开始学习屈曲，来贵宝地求高手帮助，难免有些不高级的问题，敬请谅解！
  以后定会多多看帖，继续在论坛学习，望斑竹多多赐教啦！
  
  看了您的链接，大概已经学会怎样提取曲线和设置模型，但是根据结果又出现以前的问题，非线性屈曲得到的临界荷载太小。特征值得到的临界荷载为58300000N，而非线性得到的为7060000N，不到前者的13%，还出现了一个新问题，两个屈曲得到的变形不一致，求帮助！

对于斑竹这些高手来说这不算什么问题，但是却令我寸步难行了，拜托各位了！

北鹰南飞

回复 18# zouaihua
非线性屈曲（后屈曲）得到的临界载荷比特征值屈曲得到的低很多是有可能的，这两个所描述的对象有差别，至于屈曲变形，特征值屈曲得到的是屈曲模态，不是真实变形，

后屈曲得到的才是真实变形，结构发生屈曲时，激发的屈曲模态可能不是第一阶屈曲模态，这个跟结构的形式，缺陷状态，载荷都有关系，你这样比较意义不大，建议好好

看看屈曲理论，屈曲问题，尤其是后屈曲问题理论性很强，需要仔细琢磨，事半功倍，否则，只会举步维艰。

zouaihua

回复 19# 北鹰南飞


    谢谢斑竹！如果按您说的出现这种情况属于正常，但是求出来的结果又跟理论对不上，是不是不能用riks分析了呢？