利用Hyperworks/Radioss进行细长杆三维屈曲分析的步骤
在工程框架结构中经常会出现由于组成框架的细长杆失稳而导致框架结构失效的现象。本文在Hypermesh中建立了细长杆模型,并介绍了利用Hyperworks/Radioss求解器进行细长杆三维屈曲分析的步骤。最后在Hyperview中查看分析结果。
1、有限元模型建立
在Hypermesh中选择Radioss(Bulk Data)用户模板,并建立如下图所示的板壳细长杆结构。创建载荷集SPC,将细长杆一端的所有节点约束X、Y、Z三个方向的自由度。创建另一个载荷集Static Load对细长杆另一端的所有节点施加10000N的力,力方向沿细长杆向下。如下图所示。
2、创建屈曲分析载荷集
创建一个名为Buckling Load的载荷集,Card image选择EIGRL。单击creat/edit按钮编辑卡片参数:设置V1为0,ND为2.ND为2告诉Radioss提前模型的前二阶屈曲模态。
模态分析和线性屈曲分析的本质都是特征值分析,因此都有用到EIGRL参数卡。这个卡片要求Radioss采用Lanczos方法计算模型的屈曲模态。做屈曲求解时提取二阶模态就足够了,但如果是进行优化分析,建议至少优化前5阶屈曲模态。
3、建立分析工况并求解
屈曲分析需要分两个工况进行,首先是线性静态分析,然后利用线性静态分析的结果进行屈曲分析。先建立第一个工况loadstep1:类型选linear static,SPC选择SPC载荷集,LOAD选择Static Load载荷集。然后建立第二个工况:类型选择linear buckling,SPC选择SPC载荷集;选中METHOD(STRUCT)复选框,并选择Buckling Load载荷集;选中STATSUB复选框,并选择已建立的loadstep1工况作为屈曲分析要参考的线性静态分析载荷步。屈曲分析工况的面板设置如下图所示:
设置完屈曲分析工况后提交Radioss求解器进行求解即可。
4、查看分析结果
在Hyperview中载入分析结果,选择屈曲分析工况loadstep2,并选择第一阶模态Mode1,可查看屈曲模态的结果和动画,动画截图如下图所示:
屈曲分析通常只需要查看第一阶屈曲模态,因为屈曲发生后结构已经失效,已经不能继续像开始时一样承载了。也就是说第二阶屈曲模态已经没有物理意义了。
参考文献
欧贺国等,《RADIOSS理论基础与工程应用》,北京:机械工业出版社,2013.3