1、 目录 【摘要】 . 2 【关键词】 . 2 一 计算方法和模型简介及分析过程 . 3 1.1 计算方法 . 3 1.2 模型简介 . 3 1.3 分析过程 . 5 1.3.1 特征值屈曲分析 . 5 1.3.2 非线性屈曲分析 . 10 二 计算结果分析 . 13 2.1 荷载 -位移曲线 . 13 2.2 稳定系数比较 . 14 【参考文献】 . 16 【摘要】 本文是基于 Abaqus 采用梁单元，对热轧工字钢在轴心受压情况下发生弯曲失稳的非线性屈曲分析。通过考虑材料非线性、几何非线性并引入初弯曲这一几何初始缺陷，得出构件发生弯曲失稳的极限荷载。通过保持柱子的截面不变，只改变长度，进而实
2、现得到不同长细比的弯曲失稳的临界荷载，并得到相应的荷载位移曲线以及稳定系数，最后与规范给出的稳定系数做比较验证分析的正确性。 【关键词】 特征值屈曲分析 弯曲失稳 非线性屈曲分析 稳定系数 一 计算方法和模型简介及 分析过程 1.1 计算方法 利用 abaqus 进行屈曲分析，一般 分为 两步 ： 首先是特征值屈曲分析，此分析为线性屈曲分析，是在小变形的情况进行的， 是用于预测一个理想弹性结构的理论屈曲荷载，并在 inp 文件里做一定的修改，此修改是 在下一步后屈曲分析所需要的初始缺陷的节点输出为 .fil 文件 ，作为 下一步后屈曲分析所需要的初始缺陷的 数据 。 其次，就是 非线性 屈曲分
3、析，此步一般定义为非线性，原因在于是在大变形情况进行的，一般采用位移控制加修正的弧长法 （ riks 法） ，可以定义材料非线性，几何非线性， 以及 加上初始 缺陷 。此步 分析，为了得到极限值，需要得出荷载位移曲线的下降段，除了采用位移控制以及弧长法设定外，需在所得到的 inp 文件中，嵌入 第一步分析 中的 .fil 节点数据。 1.2 模型简介 本文 利用 abaqus 有限元分析软件时，采用了梁单元，所选取的是热轧工字型截面，截面参数见图一（单位 m）： 图一 热轧工字钢截面参数 又，其中的 材料本构关系采用双线性塑性材料模型，所选材料为 Q345 钢材，故弹性模量为：2.1e11Pa
4、，屈服强度取： 3.45e8Pa，泊松比取 0.3。 本文一共做了 15 个模型 的分析，其中每一个模型的截面参数保持不变，通过改变杆件的计算长度进而实现不同的长细比分析，各模型的截面惯性矩及长细比等详见表 1.2 模型计算参数详表。 表 1.2 模型计算参数详表 编号 计算长度 l（ m ） 截面面积 A（ 2m ） yI （ 4m ） yi （ 2m ） 1 2.0 0.00568 0.00001334 0.04846643 41.27 2 2.5 0.00568 0.00001334 0.04846643 51.58 3 3.0 0.00568 0.00001334 0.04846643
5、 61.90 4 3.5 0.00568 0.00001334 0.04846643 72.21 5 4.0 0.00568 0.00001334 0.04846643 82.53 6 4.5 0.00568 0.00001334 0.04846643 92.85 7 5.0 0.00568 0.00001334 0.04846643 103.16 8 5.5 0.00568 0.00001334 0.04846643 113.48 9 6.0 0.00568 0.00001334 0.04846643 123.8 10 6.5 0.00568 0.00001334 0.04846643 13
6、4.11 11 7.0 0.00568 0.00001334 0.04846643 144.43 12 7.5 0.00568 0.00001334 0.04846643 154.75 13 8.0 0.00568 0.00001334 0.04846643 165.06 14 8.5 0.00568 0.00001334 0.04846643 175.38 15 9.0 0.00568 0.00001334 0.04846643 185.70 注：由于弯曲失稳是沿着弱轴方向失稳，故在此只列出弱轴方向的相关计算参数，并不在另外列出强轴方向的相关计算参数。 1.3 分析过程 以长细比为 51.5
7、8 的为例； 1.3.1 特征值屈曲分析： 第一步：在 Part 模块定义梁单元 第二步：在 Part 模块定义构件长度（ 2.5m） 分别输入（ 0,1.25），（ 0， -1.25） 第三步：在 Property 模块定义截面属性 第四步：在 Property 模块定义截面方向 点击菜单栏的 并选择 Beam Section Orientation 后输入（ 1.0,0.0,0.0） 第五步：在 Assembly 模块组装模型 第六步：在 Step 模块定义 buckle 分析步 第七步：在 Load 模块定义模型的边界条件 定义轴向力 定义约束条件 第八步：在 Mesh 模块定义网格划分 第九步：在任意模块修改 INP 文件，修改语句如下 第十步：在 Job 模块提交并计算完成 buckle 分析 1.3.2 非线性屈曲分析： 第一步：拷贝前一步即特征值屈曲分析所用的模型 第二步：在 Step 模块定义 Riks 分析步
