工字型截面压弯构件有限元分析简例
为了让初学者对ABAQUS软件建模有一个较为详细的认识,本实例取用的是受集中荷载的工字形压弯构件,以此构件进行ABAQUS有限元建模并进行简略分析。
1 问题描述
图1-1所示Q235钢焊接工字形截面压弯构件,翼缘为火焰切割变,承受的轴线压力设计值为600kN,在构件的中央有一横向集中荷载150kN。构件的梁端铰接并在中央有一侧向支撑点。要求验算构件的整体稳定。(《钢结构》P154,例6-2)
图1-1附图
2 启动ABAQUS/CAE
启动ABAQUS/CAE,选择Create Model Database下的With Standard/Explicit Model,进入ABAQUS的主窗口进行创建新模型操作,如图所示。
第5章框架梁柱十字形抗震节点ABAQUS非线性有限元分析实例
图2-1 ABAQUS/CAE主窗口
3创建部件
3.1工字形梁
在主窗口界面中的工具区找到并点击Create Part(“beam”。
这里要创建的是三维(3D)可变形(Deformable)实体(Solid)模型,三维构件由二维图形拉伸(Extrusion)形成Approximate size设置为和模型尺寸接近尺寸(这里设为1000)。点击Continue 进入如图所示的操作界面。
)命令,弹出如图所示的操作窗口。
构件名称(Name)建议修改成读者熟知的名称,以方便之后的操作。这里笔者将其命名为
图3-1创建部件对话框
图3-2二维草图绘制界面
第5章框架梁柱十字形抗震节点ABAQUS非线性有限元分析实例
点击Create LinesConnected()命令,按照所设计的柱尺寸画线。在提示区的输入框内
图3-3工字形截面二维草图
图3-4定义柱拉伸长度
图3-5梁初始模型
图3-6提示选择截面
输入起始坐标(-125,380),回车或点击鼠标中键进行确认;按照以上方法依次输入坐标
(-125,392),(125,392),(125,380),(6,380),(6,-380),(125,-380),(125,-392),(-125,-392),(-125,-380),(-6,-380),(-6,380),(-125,380),便画出工字形钢梁的横截面。连续点击二次鼠标滑轮(第二次可以用鼠标左键点击提示区的Done选项),会出现如图所示的对话框。在对话框中Depth(厚度)栏输入10000,其它默认选项不变,点击OK便会出现如图所示的界面。
3.2切割构件
在工具区找到Partition Cell:Define Cutting Plane(割方式的选项。点击Partition Cell:Extend Face(
),并鼠标左键长按,出现一排分
),提示选择用于作为切割标准的面(图
3-6),选择梁腹板的任意一面后点击鼠标中键,接着点击Create Partition按钮(也可以连续点击两次鼠标滑轮)完成部分切割,如图3-7所示。如法炮制,点击Partition Cell:Extend Face(
),提示选择需要进行切割的单元,选择呈槽型一侧部分构件(图3-8),点击鼠标
中键,之后点击梁腹板的另外一面后点击鼠标中键(图3-9),完成Y向构件的切割。按照上述方法,选择梁腹板作为切割对象(图3-10),并进行X向切割,分别所示依次选择上下翼缘作为切割面并进行切割,如图3-11、3-12、3-13,切割完成后如图3-14所示。
下面对梁跨中截面进行分割。首先需要对梁跨中截面设置坐标面,在工具区找到(并鼠标左键长按,出现一排建立坐标面方式的选项,点击(
)
),选择梁跨中截面任意三
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图3-7完成第一次切割
图3-8 选择切割对象
点,点击鼠标中键确认,得到坐标面,如图3-15所示。在工具区找到Partition Cell:Define Cutting Plane(Plane(
),并鼠标左键长按,出现一排分割方式的选项。点击Partition Cell: Datum
),选择整个构件作为分割部分如图,点击鼠标中键,后选择之前定义的坐标面如
图,点击鼠标中键确认,构件分割完成,如图3-16所示。
第5章框架梁柱十字形抗震节点ABAQUS非线性有限元分析实例
图3-9切割另外一面
图3-10选择梁腹板进行切割