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Abaqus屈曲分析 | (三)弧长法Riks

A3-1 弧长法(加载载荷)

创建Riks分析步

在A点施加25000N集中力载荷,约束B、C两点。

A3-2 弧长法(加载强制位移)

创建Riks分析步

在A点处施加1m强制位移载荷,约束B、C两点。

载荷控制求解极限载荷:18513N

位移控制求解极限载荷:18481N

弧长法(载荷控制):18476N

弧长法(位移控制):18468N

弧长法关键设置:

Abaqus根据前两个值计算载荷比例系数的初始增量值:

仅在Riks步骤的第一次迭代时使用该值,在后续的迭代和增量步中,会自动计算增量值。

这两项定义载荷比例系数增量步的最小值和最大值。由于解中的载荷和位移都是未知数,因此Riks算法无法根据参考载荷P获得精确的解。因此,最后四个可选项作为备选终止条件。

λend:当载荷比例因子超过该值时停止迭代

node,dof,umax:当指定节点的某个自由度超过该值时停止迭代

注:Abaqus不会在这些值处停止,而是在超过该增量步后停止。

ABAQUS可以将载荷比例因子LPF输出历史数据

设置载荷比例因子的最大值为0.4,当超过该值时,迭代终止。

如果没有设置上述终止条件,则当达到最大增量数或求解失败时,Abaqus将停止。

Riks法载荷步设置需要满足如下限制:

1.弧长法可以跟在一般静态分析步后。

2.在同一分析中,一个Riks载荷步之后不能有另一个载荷步。

3.如果需要在后续继续进行分析,需要使用重启动分析

Riks法使用限制

1.Riks后屈曲过程要求平衡路径是连续的

2.不适用于结构突然翻转时接触作用失效的情况:当结构上的载荷通过刚性表面的运动施加时,结构在施加的荷载作用下会产生屈曲,这时通常会出现不连续问题(比如开闭件抗凹分析中发生油罐效应时)。一旦结构发生屈曲脱离了约束,解将不再受施加的载荷控制,Riks算法此时将无法求解。

在许多情况下,后屈曲响应是不稳定的,塌陷载荷强烈地依赖于原始几何结构的缺陷,这就是所谓的“缺陷敏感性”。在这种情况下,实际的塌陷载荷可能会大大低于特征值屈曲分析预测的分岔载荷。因此,特征值屈曲分析给出了结构承载能力的非保守估计。即使预屈曲反应是刚性和线性弹性的,也推荐使用非线性载荷-位移响应分析(缺陷结构)来补充特征值屈曲分析。当然,如果结构是“缺陷敏感”的,这是必要的。


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