基于初始缺陷的悬臂柱弹性压杆临界力验证

基于初始缺陷的悬臂柱稳定承载力分析。

Posted by JS on June 26, 2019

本文主要介绍:

  • ABAQUS屈曲分析的定义方法;

  • 初始缺陷定义方法;

  • 悬臂柱弹性压杆临界力计算;

  • 压杆稳定欧拉公式验证。

建模

在ABAQUS/CAE中建立悬臂柱计算模型,主要计算参数如下:

  • 圆钢管截面,D=0.1m,t=0.005m

  • Q345,E=2.06E8kN/m,ρ=7.8t/m3

  • 高H=3m。

计算模型如下:

屈曲分析

定义屈曲分析工况,并施加重力荷载。

在inp文件中定义输出文件。

提交分析,显示分析结果,注意在模型目录会生成Job-Buckling.fil文件,这个就是我们用来定义初始缺陷的文件。

静力加载分析

首先在CAE中定义静力加载工况,施加200kN集中荷载。

在inp文件中定义初始缺陷,以第一屈曲模态定义初始缺陷,初始缺陷代表值为1/1000。

*imperfection,file=Job-Buckle,step=1 1,3e-3

提交计算,分别得到构件考虑和不考虑初始缺陷下的荷载位移曲线。

可以看出考虑初始缺陷时,当集中力达到96kN时,构件出现失稳。

压杆稳定欧拉公式

$I=\frac{\pi D^{4}\left(1-\alpha^{4}\right)}{64}=\frac{3.14 * 0.1^{4} *\left(1-0.9^{4}\right)}{64}=1.69 E-6$

$F_{\sigma r}=\frac{\pi^{2} E I}{(\mu l)^{2}}=\frac{3.14^{2 } 2.06 \mathrm{E} 8^{} 1.69 E-6}{(2 * 3)^{2}}=95.19 \mathrm{kN}$

与模拟结果基本一致。

总结

  • 本文对悬臂柱模型定义初始缺陷,并进行静力加载计算,得到构件稳定承载力,模拟结果与欧拉公式计算结果吻合;

  • 本文介绍了一种定义结构初始缺陷的方法,对于复杂结构可采用类似方法进行缺陷定义,并进行结构稳定性分析;

  • 本文计算模型可关注”梁柱墙笔记”微信公众号,并回复“初始缺陷”获取下载地址。

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