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[连载]ANSYS与ABAQUS稳定性分析比较2-Buckling分析ABAQUS单元选取

ABAQUS软件中,常用的梁单元有B31B32B33。其中B31B33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N1N2分别代表每根构件采用12个单元;E1E2代表第12阶屈曲荷载因子;

ABAQUS B32单元分析结果

 

E1

E2

E3

E4

E5

N1

5.99

6.25

6.96

7.26

7.88

N2

5.96

6.22

6.91

7.21

7.80

N3

5.96

6.22

6.91

7.21

7.80

N4

5.96

6.22

6.91

7.21

7.80

ABAQUS B33单元分析结果

 

E1

E2

E3

E4

E5

N1

6.04

6.32

6.85

7.15

7.90

N2

5.99

6.25

6.92

7.22

7.85

N3

5.98

6.24

6.93

7.23

7.84

N4

5.98

6.24

6.93

7.24

7.84

在理论上,ABAQUSB31相当于ANSYSBEAM188,都是一次积分单元;而B32ANSYSBEAM189相似,都是二次积分梁单元;B33相当于ANSYSBEAM44单元,都是Euler-Bernoulli梁。所以从上面表格中可以看出,它们的计算结果数据特征也较为相似。

(1)       B31对单元剖分的密度要求较高,每根构件采用3B31单元时,其计算结果才与采用1B32单元时的相同;而且从计算结果的稳定性来看,选用B31单元时,其单元剖分数量应在3以上;

(2)       B32是三节点单元,所以计算精度较高。从分析结果来看,在进行Buckling分析时,每根构件采用1B32已经满足工程精度要求;

(3)       B33介于B31B32之间,更接近与B32;分两段已经足够精确。

(4)       建议在Buckling分析中采用B32单元。

 

下面给出B31B32单元计算得到的屈曲模态(每行从左到右分别为第123阶):

 

 

 

B31单元计算结果

 

 

 

B32单元计算结果

 

 

B33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。

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