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ABAQUS与MidasCivil屈曲分析对比研究

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ABAQUS与Midas Civil 在屈曲分析的对比

[摘耍]本文是基于Abaqus和Midas Civil采用梁单元,对实腹矩形截面构件在轴心受压情况下发生弯曲失稳的线性屈曲分析。通过考虑材料线性得出构件发生弯曲失稳的特征值。通过保持构件的截面、长度和荷载不变,只改变边界条件,进而实现得到不同边界条件弯曲失稳的特征值,用两种仿真软件进行比较,供计算屈曲的参考。

[关键词] 特征值 屈曲

1、 计算机配置情况

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图1

2、 计算时间

第一种工况

第二种工况

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图2

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图3

3、 模型参数:

构件尺寸(单位:mm):

1500×1000×250

材料属性:

弹性模量:1.0×10-2tonf/mm

荷载:

轴向载荷集中荷载1tonf,不考虑材料自重。

4、 分析过程:

Abaqus2022

Midas Civil 2020

建立模型,以mm为长度单位,tonf为力(质量)单位

设置单位体系

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图4

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图5

设置材料属性

设置材料属性

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图6

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图7

设置截面尺寸并进行属性指派、装配等

设置截面尺寸

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图8

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图9

布种子(相当于60个单元)

建立节点60个

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图10

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图11

网格单元类型-梁

建立单元60个

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图12

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图13

轴向是Y方向,X是截面短边方向,Z是截面长方向

轴向是Z方向,X是截面短边方向,Y是截面长方向

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图14

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图15

建立分析步:线性摄动、屈曲

屈曲分析设置,模态数量设为5

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图16

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图17

设置模态数量是5,采用子空间迭代,迭代次数是30

迭代次数是30

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图18

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图19

两种工况对比

第一种工况

边界条件

边界条件

第一种工况:下端铰支,上端滚动

顶端竖向集中力1tonf

顶端(滚动):U1

底部(铰支):U1,U2

第一种工况:下端铰支,上端滚动

顶端竖向集中力1tonf

顶端(滚动):Dx

底部(铰支):Dx,Dz

注意:由于当时Abaqus建模时,2为轴向方向,而Midas Civil建模时Z为轴向方向,故边界条件中Aabqus与Midas的Y与Z方向互换。


顶端约束

顶端约束

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图20

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图21

底部约束

底部约束

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图22

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图23

顶端荷载

顶端荷载

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图24

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图25

分析结果

分析结果

在keyword中写入:

*Node file,last mode=5可以输出如下:

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图26

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图27



第二种工况

边界条件

边界条件

第二种工况:下端固定,上端自由

顶端竖向集中力:1tonf

顶端(滚动):null

底部(铰支):U1,U2,UR3

第二种工况:下端固定,上端自由

顶端竖向集中力:tonf

顶端(滚动):null

底部(铰支):Dx,Dz,Ry

注意:

由于当时Abaqus建模时,2为轴向方向,而Midas Civil建模时Z为轴向方向,故边界条件中Aabqus与Midas的与Z方向互换。

顶端约束

顶端约束

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图28

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图29

底部约束

底部约束

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图30

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图31

顶端荷载

顶端荷载

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图32

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图33

分析结果

分析结果

在keyword中写入:

*Node file,last mode=5可以输出如下:

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图34

ABAQUS与MidasCivil 在屈曲分析的对比的图35



5、 结论:

从上述两种工况,根据2种仿真软件的计算情况,结论基本一致。均可提供结构稳定性的参考。Abaqus提供的自定义参数更多,更适于更多的复杂环境,但操作复杂,需要有更专业的业务水平,而Midas Civil相对自定义参数较少,操作相对简单,更易上手。

上述简单对比,仅做参考,欢迎指导交流!274608105@qq.com


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