算例分享：静不定桁架的弹塑性分析例题
1.问题描述
三杆静不定桁架，各杆材料均为结构钢，弹性模量为200GPa，屈服强度200MPa，硬化模量为2GPa，三杆截面均为1.0cm2，在三杆汇交节点处承受竖直向下的荷载，分析桁架结构受力直至进入塑性失效前外力与节点位移的关系。
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2.建模分析过程
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ET,1,LINK180 |
!link单元 |
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sectype,1,link |
!截面 |
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secdata,1.0e-4 |
!截面积 |
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MPTEMP,1,0 |
!弹性材料参数 |
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MPDATA,EX,1,,2e11 |
! |
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MPDATA,PRXY,1,,0.3 |
! |
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TB,BKIN,1,1,2,1 |
!塑性材料参数 |
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TBTEMP,0 |
! |
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TBDATA,,2e8,2e9 |
! |
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n,1, |
!创建节点 |
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n,2,-1.0,1.0,0.0 |
! |
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n,3,0.0,1.0,0.0 |
! |
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n,4,1.0,1.0,0.0 |
! |
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secnum,1 |
!截面号 |
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e,1,2 |
!创建单元 |
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e,1,4 |
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e,1,3 |
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/ESHAPE,1.0 |
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eplot |
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fini |
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/sol |
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d,2,UX,,,4,1,UY, |
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d,ALL,UZ |
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D,1,UY,-0.01 |
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TIME,0.01 |
!指定载荷步结束时间 |
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NLGEOM,1 |
!打开大变形 |
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AUTOTS,1 |
!自动时间步 |
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NSUBST,50,100,50 |
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OUTRES,ALL,ALL |
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solve |
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fini |
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3.结果分析与讨论
/POST26 |
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RFORCE,2,1,F,Y |
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ESOL,3,1,1 ,LEPPL,1,e_plastic_1 |
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ESOL,4,3,1 ,LEPPL,1,e_plastic_3 |
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ESOL,5,1,1 ,LS,1,stress_1 |
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ESOL,6,3,1 ,LS,1,stress_3 |
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/GROPT,REVY,1 |
!纵坐标倒置 |
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/AXLAB,X,Displacement |
!纵坐标的标签 |
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/AXLAB,Y,Load |
!横坐标的标签 |
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XVAR,1 |
!横轴变量 |
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PLVAR,2 |
!纵轴变量 |
结构加载点的载荷-位移时间历程曲线如图所示。
上述曲线由三段折线构成，首先是弹性工作阶段，在竖向位移大约为0.001m时，中间杆进入塑性工作阶段，斜率第一次降低；在竖向位移大约为0.002m时，斜杆也达到屈服，斜率（刚度）又一次降低。
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/GROPT,REVY,0 |
!关闭纵坐标的倒置 |
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/AXLAB,X,Displacement |
!横轴标签 |
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/AXLAB,Y,Plastic_strain |
!纵轴标签 |
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XVAR,1 |
!横轴变量 |
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PLVAR,3,4 |
!纵轴变量 |
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/AXLAB,X,Displacement |
!横轴标签 |
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/AXLAB,Y,Stress |
!纵轴标签 |
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XVAR,1 |
!横轴变量 |
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PLVAR,5,6 |
!纵轴变量 |
通过上述命令绘制斜杆及中间竖杆的塑性应变随节点1竖向位移变化的关系曲线如下图所示，可以看到各杆件出现塑性变形对应的位移值。
