15.2.2 操作步骤
1.前处理
1）定义工作标题。执行菜单栏中的Utility Menu＞File＞Change Title命令，输入文字Buckling of athin cylinder，单击OK按钮。
2）定义单元类型。执行Mail Menu＞Preprocessor＞Element Type＞All/Edit/Delete命令，出现Element Type对话框，单击Add按钮，弹出Library of Element Types对话框，如图15-3所示，在靠近左边的列表框中，选择Structural Beam选项，在靠近右边的列表框中，选择3D 2node 188选项，单击OK按钮。最后单击Element Type对话框的OK按钮，关闭该对话框。
图15-3 Library of Element Typse对话框
3）定义材料性质。执行主菜单中的Main Menu＞Preprocessor＞Material Props＞Material Models命令，弹出如图15-4a所示的Define Material Model Behavior对话框，在Material Mod-els Available栏中连续单击Favorites→Linear Static→Linear Isotropic选项，弹出如图15-4b所示的Linear Isotropic Properties for Material Number1对话框，在EX后文本框中输入15e11，在NUXY后文本框中输入0.35，单击OK按钮。最后在Define Material Model Behavior对话框中，选择菜单路径Material＞Exit，退出材料定义窗口。
4）定义杆件材料性质。执行主菜单中的Main Menu＞Preprocessor＞Sections＞Beam＞Common Section命令，弹出如图15-5所示的Beam Tool对话框，在Sub-Type下拉列表中选择空心圆管，在Ri中输入内半径2527.65，在Ro中输入外半径为2540，单击OK按钮。
图15-4 定义材料性质
a）Define Material Model Behavior对话框 b）Linear Isotropic Properties for Material Number1对话框
图15-5 Beam Tool对话框
2.建立实体模型
1）执行ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Nodes＞In Active CS命令，打开Create Nodes in Active Coordinate System对话框，如图15-6所示。在NODE Node number文本框输入1，在“X，Y，ZLocation in active CS”文本框中输入“0，0”。
图15-6 Create Nodes in Active Coordinate System对话框
2）单击Apply按钮会再次打开Create Nodes in Active Coordinate System对话框，如图15-6所示。在NODE Node number文本框输入11，在“X，Y，Z Location in active CS”文本框中依次输入“0，20320”，单击OK按钮关闭该对话框。
3）插入新节点：执行Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Nodes＞Fill between Nds命令，弹出Fill between Nds拾取菜单，如图15-7所示。用鼠标在屏幕上单击拾取编号为1和11的两个节点，单击OK按钮，弹出Create Nodes Between 2 Nodes对话框。单击OK按钮接受默认设置，如图15-8所示。
图15-7 Fill between Nds拾取菜单
图15-8 Create Nodes Between 2 Nodes对话框
4）执行ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Elements＞Elem Attributes命令，打开Element Attributes对话框，如图15-9所示。在[TYPE]Element type number下拉列表框中选择1 BEAM188选项，在[REAL]Real constant set number下拉列表框中选择1，其余选项采用系统默认设置，单击OK按钮关闭该对话框。
5）执行ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Elements＞Auto Numbered＞Thru Nodes命令，打开Elements from Nodes对话框，在文本框输入“1，2”，单击OK按钮关闭该对话框。
图15-9 Element Attributes对话框
复制单元：执行Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Copy＞Elements＞Auto Numbered命令，弹出Copy Elems Auto-Num拾取菜单，如图15-10所示，在屏幕上选所创建的单元，单击OK按钮。
弹出Copy Elements（Automatically-Numbered）对话框，如图15-11所示，在ITIME Total number of copies后面输入10，在NINC Node number increment后面输入1，单击OK按钮。
图15-10 Copy Elems Auto-Num拾取菜单
图15-11 Copy Elements（Automatically-Numbered）对话框
6）执行菜单栏中的PlotCtrls＞Style＞Colors＞Reverse Video命令，ANSYS窗口将变成白色。执行菜单栏中的Plot＞Elements命令，ANSYS窗口会显示模型，如图15-12所示。
7）存储数据库ANSYS。单击“SAVE_DB按钮。
图15-12 模型
3.获得静力解
1）设定分析类型。执行主菜单中的Main Menu＞Solution＞Unabridged Menu＞Analysis Type＞New Analysis命令，弹出New Analysis对话框，如图15-13所示，单击OK按钮接受默认设置。
2）设定分析选项。执行主菜单中的Main Menu＞Solution＞Analysis Type＞Sol′n Controls命令，弹出如图15-14所示的Solution Controls对话框，选择Calculate prestress effects复选框，单击OK按钮。
(https://www.daowen.com)
图15-13 New Analysis对话框
图15-14 Solution Controls对话框
3）打开节点编号显示。执行菜单栏中的Utility Menu＞PlotCtrls＞Numbering命令，弹出Plot Numbering Controls对话框，如图15-15所示，单击NODE后面对应项使其显示为Yes，单击OK按钮。
4）定义边界条件。执行主菜单中的Main Menu＞Solution＞Define Loads＞Apply＞Struc-tural＞Displacement＞On Nodes命令，弹出Apply U，ROT on Nodes拾取对话框。用鼠标在屏幕里面单击拾取节点1，单击OK按钮，弹出如图15-16所示的Apply U，ROT on Nodes对话框，在Lab2后面的下拉列表中选择All DOF选项，单击OK按钮，屏幕显示如图15-17所示。
图15-15 Plot Numbering Controls对话框
图15-16 Apply U，ROT on Nodes对话框
图15-17 框架端部施加约束
5）施加载荷。执行主菜单中的Main Menu＞Solution＞Define Loads＞Apply＞Structural＞Force/Moment＞On Nodes命令，弹出Apply F/M on Nodes拾取对话框。用鼠标单击节点11，单击“OK”按钮，弹出Apply F/M on Nodes对话框，如图15-18所示。在Lab Direction of force/mom下拉列表中选择FY选项，在VALUE Force/moment value后面输入-1e6，单击OK按钮。屏幕显示如图15-19所示。
图15-18 Apply F/M on Nodes对话框
图15-19 施加位载荷
6）静力分析求解。执行主菜单中的Main Menu＞Solution＞Solve＞Current LS命令，弹出/STATUS命令信息提示窗口和求解当前载荷步对话框，仔细浏览信息提示窗口中的信息，如果无误则单击File＞Close关闭之。单击OK按钮开始求解。当静力求解结束时，屏幕上会弹出Solution is done提示框，单击Close按钮。
7）退出静力求解。执行主菜单中的Main Menu＞Finish命令。
4.获得特征值屈曲解
1）屈曲分析求解。执行主菜单中的Main Menu＞Solution＞Analysis Type＞New Analysis命令，弹出如图15-20所示的New Analysis对话框，在Type of analysis后面选择“Eigen Buckling”单选按钮，单击OK按钮。
2）设定屈曲分析选项。执行主菜单中的Main Menu＞Solution＞Analysis Type＞Analysis Options命令，弹出Eigenvalue Buckling Options对话框，如图15-21所示，在NMODE No. of modes to extract后面输入10，单击OK按钮。
3）屈曲求解。执行主菜单中的Main Menu＞Solution＞Solve＞Current LS命令，弹出/STATUS命令信息提示窗口和Solve Current Load Step对话框。仔细浏览信息提示窗口中的信息，如果无误则单击File＞Close关闭之。单击OK按钮开始求解。当屈曲求解结束时，屏幕上会弹出Solution is done提示框，单击Close按钮关闭它。
图15-20 Nwe Analysis对话框
图15-21 Eigenvalue Buckling Options对话框
4）退出屈曲求解。执行主菜单中的Main Menu＞Finish命令。
5.扩展解
1）激活扩展过程。执行主菜单中的Main Menu＞Solution＞Analysis Type＞ExpansionPass命令，弹出Expansion Pass对话框，如图15-22所示，单击[EXPASS]Expansion pass后面使其显示为On，单击OK按钮。
图15-22 Expansion Pass对话框
2）设定扩展解。设定扩展模态选项：执行主菜单中的Main Menu＞Solution＞Load Step Opts＞ExpansionPass＞Single Expand＞Expand Modes命令，弹出如图15-23所示的Expand Modes对话框，在NMODE No. of modes to expand后面输入10，在Elcalc后面单击使其显示为Yes，单击OK按钮。
图15-23 Expand Modes对话框
3）扩展求解。执行主菜单中的Main Menu＞Solution＞Solve＞Current LS命令，弹出/STATUS命令信息提示窗口和求解当前载荷步对话框。仔细浏览信息提示窗口中的信息，如果无误则单击File＞Close关闭之。单击OK按钮开始求解。当屈曲求解结束时，屏幕上会弹出Solution is done提示框，单击Close按钮关闭它。
4）退出扩展求解。执行主菜单中的Main Menu＞Finish命令。
6.后处理
列表显示各阶临界载荷。执行主菜单中的Main Menu＞General Postproc＞Results Summa-ry命令，弹出SET，LIST Command列表框，如图15-24所示。框中TIME/FREQ下面对应的数值表示载荷放大倍数。
图15-24 SET，LIST Command列表框
