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【分享】SAUSAGE几何非线性算例分析

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发表于 2019-4-7 22:30:09 | 显示全部楼层 |阅读模式

该文讨论了几何非线性对两个模型力学响应的影响;并通过与ABAQUS对比,验证了SAUSAGE几何非线性的正确性。                                                  


1 算例 1

模型如图1所示,模型高4.5m,顶点与底点水平距离为0.1m;截面为矩形0.12m×0.12m,模型材料的弹性模量为3.0×104N/mm2;泊松比0.2;在模型底点固定,对顶点进行弯曲加载。


图1 模型1示意图


采用SAUSAGE和ABAQUS对此模型进行拟静力分析;为对比几何非线性对分析结果的影响,分别设置了考虑几何非线性的工况和不考虑几何非线性(即:线性)的工况,且均不考虑材料非线性。如图 2所示,不考虑几何非线性时,两软件的计算结果完全一致,位移随时间为线性变化;考虑几何非线性时,两软件的计算结果完全一致,与不考虑几何非线性结果差异很大,位移随时间为非线性变化。



(a) 竖向位移


(b) 水平位移

图2 顶点位移




         

(a) 10.0s



     

(b) 30.0s


      

     (c) 50s


     

(d) 100s

图3 顶点水平位移云图



为进一步对比SAUSAGE和ABAQUS考虑几何非线性的计算结果,如图 3所示,10s、30s、50s和100s时模型水平位移云图完全一致。以上分析验证了SAUSAGE几何非线性分析模块的正确性。






2 算例 2


模型2为钢网架,高度为7.4m,跨度67m;采用圆钢管截面,钢材为Q345。


(a) 三维视图




(b)立面图

图4  网架模型示意图


SAUSAGE和ABAQUS采用非线性拟静力方法分析此结构的极限承载力。模型2分析均考虑材料非线性,为对比几何非线性对分析结果的影响,分别设置了考虑几何非线工况(即:双重非线性)和不考虑几何非线性的工况(即:材料非线性)。


图5给出了模型顶点竖向位移和基底竖向反力的关系。不考虑几何非线性时,两软件的计算结果基本一致,基底竖向反力未出现软化。考虑几何非线性时,两软件的计算结果基本一致,与不考虑几何非线性结果差异很大,基底竖向反力先达到极限值,然后不断减小;当网架成为“凹面”时,承载力又开始增大。


图5 极限承载力曲线


SAUSAGE和ABAQUS计算得到最终时刻的竖向位移,如图6和图7所示,两软件的计算结果基本一致。


图6 最终时刻的竖向位移(材料非线性




图7 最终时刻的竖向位移(双重非线性)




3 结论

1、 几何非线性对结构力学响应影响显著。

2、 通过与ABAQUS对比,验证了SAUSAGE几何非线性的正确性。


作者: 曹胜涛

来源:SAUSAGE非线性


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