ANSYS及ABAQUS稳定性分析比较.docVIP

ANSYS与ABAQUS稳定性分析比较（转载-来自结构工程师崔家春的个人空间） 其实，这些东西很简单，大多数朋友应该都比较了解。但是作为整个稳定性分析的一部分，觉得还是整理一下吧，也算是对后来者又抛了一块砖。 算例描述： 为了能体现出一般性，我故意找了一个比较大的结构。这是一个单层网壳结构，最大尺寸在90m左右，杆件长度在1.13m-3.63m之间，截面形式为箱型截面；构件布置见下图。荷载任意挑选一个标准组合(具体是哪个不记得，只是验证软件单元特征，没有关系)。 在ANSYS软件中分别采用BEAM44、BEAM188和BEAM189进行计算。分析结果见下文。 ? ANSYS BEAM44分析结果 ? E1 E2 E3 E4 E5 N1 6.10 6.36 7.11 7.43 8.03 N2 6.08 6.34 7.08 7.40 7.99 N3 6.08 6.34 7.08 7.40 7.98 N4 6.08 6.34 7.08 7.39 7.98 备注：表格中N1、N2分别代表每根构件采用1、2个单元；E1、E2代表第1、2阶屈曲荷载因子； ANSYS BEAM188分析结果 ? E1 E2 E3 E4 E5 N1 6.81 7.09 8.15 8.61 9.35 N2 6.25 6.52 7.34 7.69 8.34 N3 6.15 6.42 7.19 7.53 8.14 N4 6.12 6.38 7.14 7.47 8.07 N5 6.10 6.36 7.12 7.44 8.04 N6 6.09 6.35 7.10 7.43 8.02 N7 6.09 6.35 7.10 7.42 8.01 N8 6.08 6.34 7.09 7.41 8.00 N9 6.08 6.34 7.09 7.41 7.99 N10 6.08 6.34 7.09 7.40 7.99 ANSYS BEAM189分析结果 ? E1 E2 E3 E4 E5 N1 6.10 6.36 7.12 7.44 8.05 N2 6.07 6.33 7.08 7.40 7.98 N3 6.07 6.33 7.08 7.39 7.98 N4 6.07 6.33 7.08 7.39 7.97 由表格可以看出，利用ANSYS软件进行Buckling分析时，不同BEAM单元类型对单元剖分数量的要求。 （1）?????? BEAM44和BEAM189对单元的剖分数量要求较低，每根构件采用1个单元和采用2、3、4个单元时计算结果相差不大，在工程上这种误差应该是可以接受的。 （2）?????? BEAM188单元对单元剖分数量的要求要高一些，从结果来看，每根杆件采用5个BEAM188单元计算结果才与采用1个BEAM44或BEAM189单元计算结果相同。 （3）?????? 在利用ANSYS进行Buckling分析时，以选用BEAM44与BEAM189单元为佳。 （4）?????? 选用BEAM44单元时，虽然每根杆件采用1个单元和多个单元计算结果相差不大，但是本人还是建议每根杆件选用2至3个单元。理论上对于每根构件而言，在设计时已经保证了其稳定性，但是我们也可以在整体稳定性分析过程中进一步对其进行校核。如果采用1个单元，就达不到这个效果。 （5）?????? 理论上能选择189单元是最好不过啦，不过考虑其是3节点单元，有时候从其它软件数据转过来时可能会有点不方便。 （6）?????? 考虑到后期进行非线性稳定计算，由于BEAM44单元不能考虑材料非线性，在前后延续上还是采用BEAM189比较好，而且3节点单元在单元剖分数量上要求也较低。 ? 下面给出每种单元计算得到的屈曲模态（每行从左到右分别为第1、2、3阶）： ? ?BEAM44单元计算结果 ? ? ?? ?BEAM188单元计算结果 ? ?? BEAM189单元计算结果 从振型图可以看出，不同单元类型、不同单元剖分数量条件下计算得到的屈曲模态是相同的，虽然屈曲荷载因子有所不同。 在ABAQUS软件中，常用的梁单元有B31、B32和B33。其中B31和B33是两节点单元，而B32是三节点单元。仍采用上文ANSYS分析对象为模型，计算结果见下文。 ABAQUS B31分析结果 ? E1 E2 E3 E4 E5 N1 6.22 6.49 7.26 7.58 8.24 N2 6.02 6.28 7.00 7.30 7.49 N3 5.99 6.25 6.95 7.25 7.85 N4 5.97 6.23 6.93 7.23 7.83 N5 5.97 6.23 6.92 7.23 7.82 备注：表格中N1、N2分别代表每根构件采用1、2个单元；E1、E2代表第1、2阶屈曲荷载因子； ABAQUS B32单元分析结果 ? E1 E