二力杆“跳跃现象”几何非线性分析

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        下图所示的二力杆模型在实际生活中比较常见,在长期恒载的作用下,二力杆模型会经常出现从一侧跳到另一侧的现象,此类现象称之为‘跳跃现象’。针对该类现象,采用ANSYS进行几何非线性的模拟。

二力杆“跳跃现象”几何非线性分析

        如上图所示的二力杆模型,承受垂直荷载,杆件长度为L=1500m,初始角度为25度,各杆件截面面积均为60mm2,材料弹性模量为210GPa。设变形后杆与水平方向的夹角为b,顶点竖向位移为U,则有理论解如下:

二力杆“跳跃现象”几何非线性分析

建模命令流如下:

finish

/clear

/prep7

!定义几何参数

pi=acos(-1)

L=1500

a=25

Area=60

G=2.1e5

L1=L*cos(a/180*pi)

H1=L*sin(a/180*pi)

!==============

et,1,link180

mp,ex,1,G

r,1,Area

n,1,0,0,0

n,2,L1,H1,0

n,3,2*L1,0,0

e,1,2

e,2,3

allsel,all

!==============

/solu

d,1,all,0

d,3,all,0

d,2,uz,0

!约束平面外的平动自由度

antype,0

!打开大变形

nlgeom,1

!设置子步数

nsubst,100

outres,all,all

!打开弧长法

arclen,on

f,2,fy,-5.0e5

solve

!结果后处理,荷载位移曲线绘制

/post26

nsol,2,2,U,y

prod,3,2,,,,,,-1

prod,4,1,,,,,,5.0e5

xvar,3

plvar,4

结构荷载–位移曲线如下所示:

二力杆“跳跃现象”几何非线性分析

        从图中的荷载位移曲线能明显看到跳跃现象,并且通过与理论解的比较,发现两者重合较好。


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