鉸接板的跳躍屈曲分析

敦樸土木DIANA

10點荷載作用下鉸接板的跳躍屈曲分析文件命名:保存路徑:關(guān)鍵詞:鉸接板/Examples/RCCourse/HingedPanel分析類型:幾何非線性.邊界約束:suppor.單元類型:cq40s.荷載:節(jié)點力.材料:彈性.概述一、類型二、模型類型三、有限元模型3.1、單位3.2、幾何定義3.3、邊界條件3.4、加載3.5、屬性3.6、網(wǎng)格劃分四、非線性分析

14.1、分析命令4.2、結(jié)果五、非線性分析

25.1、分析命令5.2、結(jié)果對點荷載作用下的鉸接板進行跳躍屈曲分析。由于模型為對稱模型，僅對1/4殼單元進行建模分析。點荷載P作用在上表面中點-點A。模型采用保守的加載模式。該例題的目的是強調(diào)選擇一個合適的非線性迭代法，結(jié)合先進技術(shù)和相應設置在解決高度非線性問題上的優(yōu)勢。圖

1:

模型類型一、類型

表1：幾何屬性

(

mm

)表2

:

單元類型表

3

:

材料特性表

4

:

邊界條件長度

(

L

)254半徑

(

R

)2540厚度

(

t

)6.35Θ(

Rad

)0.1單元特性Curved

Shell單元型號CQ40S彈性模量N/m23102.75泊松比0.3Θ

=

0.1

邊鉸接DX,

DY,

DZ關(guān)于

Z=0

面對稱DZ,

RX,

RY關(guān)于X=0

面對稱DX,

RY,

RZ二、模型類型表5

:荷載(N)A節(jié)點A處點荷載[圖.1]1000新建項目Main

menu

→

File

→

New

project[圖.

2]圖

2:

新建項目對話框三、有限元模型DianaIE3.1單位選擇mm和

NModel

Window

→Reference

system

→UnitsProperties→ Length:

mmForce:

newton [圖.

4][圖.

3]圖

3:

模型窗口圖

4:

單位設置面板三、有限元模型DianaIE3.2幾何定義新建半徑2540mm的圓，拉伸成圓柱面。Main

menu

→

Geometry

→

Create

→

Add

circleMain

menu

→

Geometry

→

Modify

→

Extrude

shape[圖.

5][圖.

6]圖

5:

幾何圓線圖

6:

拉伸成圓柱面三、有限元模型DianaIE新建多邊形面切割圓柱面Mainmenu→Geometry→Create→Addpolygon

sheetInsertRow (Insert4Rows)[圖.

7]圖

7:

幾何

–

新建多邊形面三、有限元模型DianaIE復制面1：在模型樹“面1”

上單擊右鍵，選擇“復制”Model

Window

→

Geometry

→

Shapes

→

Sheet

1

→

Duplicate[圖.

8]圖

8:

幾何

–

復制面三、有限元模型選擇復制的面進行旋轉(zhuǎn)，角度為-0.1rad.Main

menu

→

Geometry

→

Modify

→

Rotate

shape[圖.

9]選擇“面2”：在模型窗口中“面2”上單擊右鍵，選擇“Select”

圖

9:

幾何

–

旋轉(zhuǎn)面三、有限元模型DianaIE對圓1和兩個面作布爾運算差集Main

menu

→

Geometry

→

Modify

→

Subtract

shapes[圖.

10]圖

10:

幾何

–

差集三、有限元模型DianaIE單擊模型樹形狀后面的，刪除圓1，圓1_2，圓1_3Geometry→Shapes[圖.11]圖

11:

幾何

–

刪除形狀三、有限元模型DianaIE3.3邊界條件創(chuàng)建鉸接邊以及對稱平面X和Z平面的邊界條件，詳見[表

4][圖.

12][圖.

13][圖.

14]Mainmenu→Geometry→Analysis→Attachsupport<hinge>Mainmenu→Geometry→Analysis→Attachsupport<Symz=0>Mainmenu→Geometry→Analysis→Attachsupport<Symx=0>MainMenu→Viewer→Viewpoints→Isometricview2 [圖.15]圖

12:

鉸接邊支撐Figure

13:

對稱軸

Z=0

支撐Figure

14:

對稱軸

X=0

支撐三、有限元模型DianaIE圖

15:

邊界條件三、有限元模型3.4荷載負Y方向施加點荷載，250N[圖.1]Main

menu

→

Geometry

→

Analysis

→

Attach

load[圖.

16]隱藏模型窗口中的邊界條件圖

16:

幾何

–

荷載三、有限元模型DianaIE3.5屬性新建線彈性材料，定義板單元實常數(shù)并分配。Main

Menu

→

Geometry

→

Modify

→property

assignment[圖.

17]Shape

assignment→ Add

new

materialAdd

new

geometryAdd

new

data[圖.

18][圖.

19][圖.

20]圖

17:

幾何

–

分配圖

18:

添加新材料三、有限元模型DianaIE圖

19:

線性材料屬性圖

20:

實常數(shù)三、有限元模型3.6劃分網(wǎng)格板各邊劃分為6等分，以此劃分網(wǎng)格。Main

Menu

→

Geometry

→

Analysis

→

Set

mesh

PropertyMain

Menu

→

Geometry

→

Generate

mesh [Fig.

22][Fig.

21]隱藏幾何模型圖

21:

設置網(wǎng)格屬性圖

22:

劃分網(wǎng)格三、有限元模型DianaIE4.1分析命令Main

menu

→

Analysis

→

New

analysisAnalysis

window

→

Analysis1

→

Rename

item→

NonlinearNonlinear

→

Add

analysis

command

→

Structural

nonlinear[圖.

23]Nonlinear

effects

→

Edit

properties [圖.

24]new

execute

block

→

Load

steps

→

Edit

properties [圖.

25]new

execute

block

→

Equilibrium

iteration

→

Edit

properties[圖.

26]Properties

ITERAT

→

Displacement

settings[圖.

27]PropertiesITERAT→ForcesettingsMainmenu→Analysis→SaveanalysiscommandsMainmenu→Analysis→Runsolver[圖.

27]→

UserDefined.dcf圖

23:

分析樹圖24:

非線性效應四、非線性分析1DianaIE圖

25:

執(zhí)行加載步驟圖

26:

迭代法圖

27:

收斂準則四、非線性分析1Resultsbrowser→Output→Nodalresults→TotalDisplacements→TDtY圖

28:

網(wǎng)格四、非線性分析14.2結(jié)果查看垂直位移TDtY

的等值線圖DianaIEModel→Nodalselection <Selectnode>Resultsbrowser→Output→Nodalresults→TotalDisplacements→TDtY→Showtable圖

29:

結(jié)果:

表格圖

30:

力-位移曲線圖四、非線性分析1查看受節(jié)點荷載作用的角隅處節(jié)點的力-位移曲線圖，在結(jié)果表中TDtY上右擊，選擇showtable復制-粘貼結(jié)果到excel中生成曲線圖。DianaIEAnalysiswindow→Nonlinear→Renameitem →Userdefinedarcnewexecuteblock→Loadsteps→Editproperties [圖.31]newexecuteblock→Loadsteps→Editproperties→Arclengthsettings[圖.32]newexecuteblock→Loadsteps→Editproperties→Arclengthsettings→Arclengthsettings→Addnew[圖.33]newexecuteblock→Loadsteps→Editproperties→Arclengthsettings→RegularArclengthcontrolsettings[圖.34]Mainmenu→Analysis→Saveanalysiscommands

→UserDefinedarc.dcfMainmenu→Analysis→Runsolver圖

31:

定義荷載步圖

32:

設置弧長五、非線性分析25.1分析命令在用戶自定義分析工況中編輯分析設置，將分析名稱更改為Userdefinedarc。DianaIE圖

33:

添加新的常規(guī)弧長控制設置圖

34:

常規(guī)弧長控制設置五、非線性分析25.2

結(jié)果再次新建力-位移曲線圖

Model→

Nodal

selection <

Select

node

>Results

browser

→

Output

→

Nodal

results

→

Total

Displacements

→

TDtY

→

Show