[力学][有限元][FEM]Basics of Buckling Analysis [曲屈分析基础] (《有限单元法-编程与软件应用》章节节选)

实干、实践、积累、思考、创新。 《有限单元法:编程与软件应用》 曲屈分析 章节的内容节选: 11.1 稳定问题分类 结构失稳(屈曲)是指在外力作用下结构的平衡状态开始丧失,稍有扰动变形便迅速增大,最后使结构发生破坏。稳定问题一般分为两类,第一类是理想化的情况,即达到某种荷载时,除结构原来的平衡状态存在外,还可能出现第二个平衡状态,所以又称平衡分岔失稳或分支点失稳 (Buckling, Bifuraction)(图1中OAB曲线),对应于数学中是求解特征值问题,故又称特征值屈曲,此类结构失稳时相应的荷载称为屈曲荷载。第二类是结构失稳时,变形将迅速增大,而不会出现新的变形形式,又称极值点失稳(Instability)(图1中OCD曲线),结构失稳时相应的荷载称为极限荷载。此外还有一种跳跃失稳(Snap-through)(图1中OEF曲线),当荷载达到某值时(E点),结构平衡状态发生一个明显的跳跃,突然过渡到非临近的另一个具有较大位移的平衡状态(F点),由于在跳跃时结构通常已经破坏,其后的状态不能被利用,所以可归入第二类失稳。 图 11‑1 稳定问题 11.2 最小势能原理 11.2.1 系统的平衡 若系统处于平衡状态,则一定存在一种位移状态,使得系统总势能为驻值,即               (11.2‑1) 公式中               …

[FEM][MATLAB][有限元] FEM Modal Analysis Programming with MATLAB (Frame Elements) (框架单元模态分析编程)

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 接着博文《[动力学] 模态分析基础 (Basics of modal analysis)》继续介绍框架单元用于模态分析的方法。该部分内容也是 书本 《有限单元法:编程与软件应用》模态分析章节的部分内容节选。 10.3.1 梁单元质量矩阵 集中质量矩阵(局部坐标) 设杆材料密度为 ,单元长度为 ,截面积为 ,每个节点分担单元1/2的平动质量,无转动惯量,则单元质量矩阵            (10.3‑1) 10.3.2 算例:2D框架模态分析 算例采用与2D框架结构静力分析中相同的结构,采用欧拉梁单元,材料密度为2.5493e-9t/mm3,采用集中质量矩阵,将单元质量集中于两端节点,且不考虑集中质量后的节点转动质量。 由于算例模态分析的Matlab代码与前面章节中静力分析的Matlab代码大体相同,因此这里仅给进行模态分析所需的新增代码。 % Truss 2D modal analysis …

[FEM][MATLAB][有限元] FEM Modal Analysis Programming with MATLAB (Truss Element) (桁架单元模态分析编程)

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 接着博文《[动力学] 模态分析基础 (Basics of modal analysis)》继续介绍桁架单元用于模态分析的方法。该部分内容也是 书本 《有限单元法:编程与软件应用》模态分析章节的部分内容节选。 10.2 2D桁架结构模态分析 模态分析需要的参数主要有结构的刚度矩阵和质量矩阵,其中的刚度矩阵与静力分析中的刚度矩阵相同,这里仅给出进行模态分析所需的质量矩阵等其他条件。 10.2.1 桁架单元质量矩阵 集中质量矩阵(局部坐标) 设杆材料密度为 ,单元长度为 ,截面积为 ,每个节点分担单元1/2质量,则单元质量矩阵                 (10.2‑1) 整体坐标下的质量矩阵转换 整体坐标下单元一致质量矩阵为    …

[Abaqus][编程][软件][弹塑性] Abaqus Disp Post: Abaqus 后处理工具(Disp篇)

20180628写下的题目,忙完项目现在终于有时间整理了。 实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Program LOGO ) 程序介绍 ( Program Introduction) Abaqus 后处理小工具之一, Abaqus Disp Post,结合python及.NET 开发的工程设计工具,提取结构的位移相关的结果,并自动化形成便于报告的图表。Abaqus分析利器。 程序图例 ( Program Gallery ) 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[弹塑性][Abaqus Fre Post][编程][开发][工具] Abaqus 后处理工具 (Frequency 篇)

实干、实践、积累、思考、创新。 好吧,一年前的东西半年前说整理,现在终于整理了。 程序图标 ( Program LOGO ) 程序介绍 ( Program Introduction) Abaqus 后处理小工具之一, Abaqus Fre Post。 程序图例 ( Program Gallery ) 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[FEM][Abaqus][Midas][分析][工具] Midas2Abaqus模型转换工具

The page you current visit has been moved to: http://www.jdcui.com/?page_id=10470 最新内容已移步到这个页面: http://www.jdcui.com/?page_id=10470 程序图标 ( Program LOGO ) 程序介绍 ( Program Introduction) Midas Gen 模型转 Abaqus模型的工具 (Midas Gen Model to Abaqus Model) 程序图例 ( Program Gallery ) …

[论文][Paper] 楼板对RC框架结构梁轴力和柱剪力的影响 (Influence of slab on beam axial force and column shear force in RC frame structures)

论文整理。 【题目】 楼板对RC框架结构梁轴力和柱剪力的影响 【作者】 韩小雷,黄狄昉,欧秋望,崔济东 【单位】 华南理工大学 高层建筑结构研究所; 【摘要】 以层数、跨数、有无楼板以及不同楼板配筋率为变量设计RC(钢筋混凝土)框架结构有限元分析模型并进行推覆加载,研究楼板和楼板配筋率对框架梁轴力和框架柱剪力的影响.研究结果表明:楼板会增大框架梁承受的轴压力从而提高框架梁的截面刚度和抗弯承载力,同时也会增大框架柱承受的剪力,导致框架结构难以实现“强柱弱梁”.根据楼板对框架梁轴力和框架柱剪力的影响,基于我国建筑抗震设计规范,提出框架柱端弯矩设计值和剪力设计值调整的改进建议.通过算例分析对改进建议进行验证,结果表明该设计改进建议能更好地使框架结构实现“强柱弱梁”的破坏模式. 【关键词】 钢筋混凝土框架;框架梁轴力;框架柱剪力;强柱弱梁;有限元分析 【期刊栏目】 华中科技大学学报 (自然科学版) , Journal of Huazhong University of Science & Technology (Natural Science Edition), 2018年10期   下载 …

[日记][FEM] 新书《有限单元法: 编程与软件应用》马上就要出版啦!!

新书《有限单元法: 编程与软件应用》马上就要出版啦。 对这方面内容感兴趣的小伙伴 欢迎多多关注 多多支持!!!先来看看Demo吧。 PS. 我们精心设计的封面很不错哦 ~ ~ ~ 🙂   🙂   🙂 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[FEM][有限元][编程][Matlab][Code by myself] 4节点四面体单元 (C3D4)

  (业余时间 和小伙伴一起写写有限元程序 ) 程序作者 ( Author ) JiDong Cui (崔济东) 1, XueLong Shen (沈雪龙)2 1.广州容柏生建筑结构设计事务所;2.华南理工大学建筑设计研究院 基本概念 ( Concept ) 4节点四面体线性“完全积分”单元,用Abaqus中的命名规则,即 C3D4。 问题描述( Problem Description) 悬臂梁,悬臂长度2.0m,梁高0.5m,梁宽0.2m。梁左端嵌固,受重力作用。材料弹性模量E=200000MPa,材料泊松比为0.3。 基于MATLAB编程实现该悬臂梁的弹性静力分析,采用C3D4单元进行模拟,并将MATLAB的计算结果与Abaqus、midas Gen分析结果进行对比。 MATLAB 编程 model disp stress …

[FEM][有限元][编程][Matlab][Code by myself] 平面6节点二次“完全积分”单元(CPS6)

程序作者 ( Author ) JiDong Cui (崔济东) 1, XueLong Shen (沈雪龙)2 1.广州容柏生建筑结构设计事务所; 2.华南理工大学建筑设计研究院 基本概念 ( Concept ) 平面6节点二次“完全积分”单元,用Abaqus中的命名规则,即CPS6。 问题描述( Problem Description) XZ平面内的悬臂梁,悬臂长度2.0m,梁高0.5m,梁宽0.2m。梁左端嵌固,右端受到-z方向的集中力1000kN。材料弹性模量E=200000MPa,材料泊松比为0.3。 MATLAB编程实现该悬臂梁的弹性静力分析,采用CPS6单元进行模拟,并将MATLAB的计算结果与Abaqus分析结果进行对比。 MATLAB 编程 disp stress Abaqus Model stress 单元应力对比 (MATLAB …

[FEM][有限元][编程][Matlab][Code by myself] 平面8节点二次“完全积分”单元(CPS8)

  (业余时间 和小伙伴一起写写有限元程序 ) 程序作者 ( Author ) JiDong Cui (崔济东) 1, XueLong Shen (沈雪龙)2 1.广州容柏生建筑结构设计事务所; 2.华南理工大学建筑设计研究院 基本概念 ( Concept ) 平面8节点二次“完全积分”单元,用Abaqus中的命名规则,即CPS8。 问题描述( Problem Description) XZ平面内的悬臂梁,悬臂长度2.0m,梁高0.5m,梁宽0.2m。梁左端嵌固,右端受到-z方向的集中力1000kN。材料弹性模量E=200000MPa,材料泊松比为0.3。 MATLAB编程实现该悬臂梁的弹性静力分析,采用Q4平面单元进行模拟,并将MATLAB的计算结果与Abaqus分析结果进行对比。 MATLAB 编程 disp stress Abaqus Model …

[FEM][有限元][编程][Matlab][Code by myself] 8节点六面体单元(C3D8)(8-node linear brick)

  (业余时间 和小伙伴一起写写有限元程序 ) 程序作者 ( Author ) JiDong Cui (崔济东) 1, XueLong Shen (沈雪龙)2 1.广州容柏生建筑结构设计事务所;2.华南理工大学建筑设计研究院 基本概念 ( Concept ) 8节点六面体线性“完全积分”单元,用Abaqus中的命名规则,即 C3D8。 问题描述( Problem Description) 悬臂梁,悬臂长度2.0m,梁高0.5m,梁宽0.2m。梁左端嵌固,受重力作用。材料弹性模量E=200000MPa,材料泊松比为0.3。 基于MATLAB编程实现该悬臂梁的弹性静力分析,采用C3D8单元进行模拟,并将MATLAB的计算结果与SAP2000、midas Gen分析结果进行对比。 MATLAB 编程 disp stress SAP2000 …

[FEM][有限元][编程][Matlab][Code by myself] Constant Stress Triangle Element 三角形常应变单元(CST)

(  业余时间 和小伙伴一起写写有限元程序 ) 程序作者 ( Author ) JiDong Cui (崔济东) 1, XueLong Shen (沈雪龙)2 1.广州容柏生建筑结构设计事务所;2.华南理工大学建筑设计研究院 基本概念 ( Concept ) 三节点三角形单元有三个节点和三个直边,单元内应力为常数,因此称为常应变三角形单元,即Constant Stress Triangle Element(常应力三角形单元),简称CST单元。 问题描述( Problem Description) 平面内的悬臂梁,悬臂长度2.0m,梁高0.5m,梁宽0.2m。梁左端嵌固,右端受到-z方向的集中力1000kN。材料弹性模量E=200000MPa,材料泊松比为0.3。 基于MATLAB编程实现该悬臂梁的弹性静力分析,采用CST平面单元进行模拟,并将MATLAB的计算结果与SAP2000、Midas Gen分析结果进行对比。 MATLAB 编程 mesh …

[FEM][有限元][编程][Matlab][Code by myself] 2D Timoshenko梁单元

(  有空和小伙伴一起写写有限元程序 ) 程序作者 ( Author ) JiDong Cui (崔济东) 1, XueLong Shen (沈雪龙)2 1.广州容柏生建筑结构设计事务所;2.华南理工大学建筑设计研究院 基本概念 ( Concept ) 欧拉梁单元基于一定的假设(Kirchhoff假设),在梁的高度远小于其跨度的时候,可以忽略梁的横向剪切变形,此时采用欧拉梁单元进行模拟,能够得到较为满意的结果。但对于跨高比较小的深梁,梁的剪切变形将引起附加挠度,使得原来垂直于轴线的截面在变形后将不再与轴线垂直,且发生翘曲。此时需采用能够考虑横向剪切变形的梁单元进行模拟。 考虑剪切变形修正的经典梁单元和Timoshenko梁单元是两种较为常用的能够考虑梁剪切变形的梁单元,但这两种梁单元仍假定原来垂直于中面的截面在梁变形后仍保持为平面。 在列式方面,Timoshenko梁的基本特点是将挠度和截面转角分别插值。Timoshenko梁单元应用广泛,也容易据此推广到板壳单元 问题描述( Problem Description) 一榀XZ平面内的刚架结构,结构几何信息如图所示;节点1、5处为固定支座,节点4处受到+x方向P=200kN的集中力作用。结构中各杆件采用相同的材料,弹性模量E=30000MPa,梁、柱截面面积分别为0.08m2和0.16m2,梁、柱截面惯性矩分别为0.0128/12m4和0.0256/12m4,梁柱抗剪面积分别为0.0667m2和0.1333m2,材料泊松比为0.2。 基于MATLAB编程实现该框架结构的弹性静力分析,所有构件采用剪切修正梁单元进行模拟,并将基于MATLAB编程计算的结果与Abaqus分析结果进行对比。 MATLAB 编程 Abaqus 位移结果对比: 支座反力对比: 可以看出,MATLAB编程计算结果是和Abaqus计算结果是完全一致的。 …

[FEM][有限元][编程][Matlab][Code by myself] FEM Analysis: 2D Truss Element [有限元分析: 2D桁架单元]

(和小伙伴,一起给大家带来有限元编程案例。) 程序作者 ( Author) JiDong Cui (崔济东) 1, XueLong Shen (沈雪龙)2 1.广州容柏生建筑结构设计事务所;2.华南理工大学建筑设计研究院 问题描述( Problem Description) 节点1处为固定铰支座,节点4处为滑动铰支座,节点5、6、7处分别受到-y方向P=100000N的集中力作用;结构中各杆件采用相同的规格,其中弹性模量E=200000MPa,截面积A=4532mm2。 基于MATLAB编程实现该桁架结构的弹性静力分析,并将MATLAB的计算结果与SAP2000、Midas Gen分析结果进行对比。 MATLAB 编程 SAP2000 Midas Gen ABAQUS   可以看出,MATLAB编程计算结果是和 SAP2000,MidasGen 及 Abaqus计算结果是完全一致的。 注释 ( Comments ) …

[FEM][有限元][编程][Matlab][Code by myself] 2D剪切梁单元

(  有空和小伙伴一起写写有限元程序 ) 程序作者 ( Author ) JiDong Cui (崔济东) 1, XueLong Shen (沈雪龙)2 1.广州容柏生建筑结构设计事务所;2.华南理工大学建筑设计研究院 基本概念 ( Concept ) 欧拉梁单元基于一定的假设(Kirchhoff假设),在梁的高度远小于其跨度的时候,可以忽略梁的横向剪切变形,此时采用欧拉梁单元进行模拟,能够得到较为满意的结果。但对于跨高比较小的深梁,梁的剪切变形将引起附加挠度,使得原来垂直于轴线的截面在变形后将不再与轴线垂直,且发生翘曲。此时需采用能够考虑横向剪切变形的梁单元进行模拟。 考虑剪切变形修正的经典梁单元和Timoshenko梁单元是两种较为常用的能够考虑梁剪切变形的梁单元,但这两种梁单元仍假定原来垂直于中面的截面在梁变形后仍保持为平面。 问题描述( Problem Description) 一榀XZ平面内的刚架结构,结构几何信息如图所示;节点1、5处为固定支座,节点4处受到+x方向P=200kN的集中力作用。结构中各杆件采用相同的材料,弹性模量E=30000MPa,梁、柱截面面积分别为0.08m2和0.16m2,梁、柱截面惯性矩分别为0.0128/12m4和0.0256/12m4,梁柱抗剪面积分别为0.0667m2和0.1333m2,材料泊松比为0.2。 基于MATLAB编程实现该框架结构的弹性静力分析,所有构件采用剪切修正梁单元进行模拟,并将基于MATLAB编程计算的结果与SAP2000、midas Gen分析结果进行对比。 MATLAB 编程 SAP2000 Midas Gen 注释 ( …

[FEM][有限元][编程][Matlab][Code by myself] FEM Analysis: 2D Euler Beam Element [有限元分析: 2D欧拉梁单元]

(  有空和小伙伴一起写写有限元程序 ) 程序作者 ( Author) JiDong Cui (崔济东) 1, XueLong Shen (沈雪龙)2 1.广州容柏生建筑结构设计事务所;2.华南理工大学建筑设计研究院 问题描述( Problem Description) 节点1、5处为固定支座,节点4处受到+x方向P=200kN的集中力作用。结构中各杆件采用相同的材料,弹性模量E=30000MPa,梁、柱截面面积分别为0.08m2和0.16m2,梁、柱截面惯性矩分别为0.0128/12 m4和0.0256/12 m4。 基于MATLAB编程实现该框架结构的弹性静力分析,所有构件采用欧拉梁单元进行模拟,并将MATLAB的计算结果与SAP2000、midas Gen分析结果进行对比。 MATLAB 编程结果 SAP2000 计算结果 Midas Gen计算结果 注释 ( Comments ) 源代码已经收录到新书《有限单元法:编程与软件应用》,详见链接:http://www.jdcui.com/?page_id=9731   ( 如果您发现有错误,欢迎批评指正。邮箱:jidong_cui@163.com …

[Abaqus][Midas2Abaqus][Midas Gen vs. Abaqus实例: 平面网架分析]

    (忙完后马上更新….)     注释 ( Comments )   ( 如果您发现有错误,欢迎批评指正。邮箱:jidong_cui@163.com . 如果您喜欢这篇博文,请在上面给我 点个赞 吧! 🙂   🙂      ( If you found any mistakes in the post, please let me know. Email : jidong_cui@163.com. If you like this posts, please …

[Abaqus][Midas2Abaqus] Abaqus Example: Nonlinear Buckling Analysis of Cylinder [Abaqus实例:圆筒汽缸的非线性曲屈分析]

(忙完后马上更新….)     注释 ( Comments )   ( 如果您发现有错误,欢迎批评指正。邮箱:jidong_cui@163.com . 如果您喜欢这篇博文,请在上面给我 点个赞 吧! 🙂   🙂      ( If you found any mistakes in the post, please let me know. Email : jidong_cui@163.com. If you like this posts, please give me …

[Midas Gen][ABAQUS][Midas2Abaqus] Midas Gen Verification Example Eigen-9: Eigenvalue and static analysis of a 5- level pyramid building under lateral loads [ Midas Gen 验证实例 Eigen-9: 5层金字塔结构的特征值分析及侧向水平力静力分析]

【1】Problem Description ( Midas Gen Verification Example Eigen-9: Eigenvalue and static analysis of a 5- level pyramid building under lateral loads) Perform the eigenvalue analysis of a pyramid building. Calculate …

[Midas Gen][ABAQUS][Midas2Abaqus] Verification Example GNL-1: Geometric nonlinear analysis of a high arch structure [ Midas Gen 验证实例 GNL-1: 高拱结构的几何非线性分析]

【1】Problem Description ( Midas Gen’s Verification Examples GNL-1:  Geometric nonlinear analysis of a high arch structure) Obtain load-displacement relation curves at the point of load application on a 100 m radius, …

[Midas Gen][ABAQUS][Midas2Abaqus] Verification Example Eigen-13: Eigenvalue analysis of cantilever cylindrical vault [ Midas Gen 验证实例 Static-13: 圆柱形拱顶特征值分析]

【1】Problem Description ( Midas Gen’s Verification Examples Static-13:  Eigenvalue analysis of cantilever cylindrical vault) 【2】MODEL Properties Dimension Radius 0.6096 m Element Plate element Material Modulus of elasticity E = 2.0658×10 5 …

[Abaqus][Midas][Midas2Abaqus] Midas Gen 教程12 – 单层网壳屈曲分析[Buckling analysis of a single layer reticulated dome]

  (马上更新…..) 注释 ( Comments )   ( 如果您发现有错误,欢迎批评指正。邮箱:jidong_cui@163.com . 如果您喜欢这篇博文,请在上面给我 点个赞 吧! 🙂   🙂      ( If you found any mistakes in the post, please let me know. Email : jidong_cui@163.com. If you like this posts, please give me a “thumbs …