4.1     CUFSM2.5安装

4.2.1   孤立的CUFSM安装（二个中的一个）

⑴下载cufsm2p5_setup.exe

⑵双击安装程序，并遵循屏幕指导

4.2.2  Matlab CUFSM安装

⑴下载cufsm2p5.zip

⑵解压文件到你选择的目录（即c:\My Documents\cufsm2）

⑶启动Matlab

⑷在Matlab提示输入

a.>> cd ‘c:\My Documents\cufsm2’

b.>> cufsm2

⑸当你在上面输入b时，将运行CUFSM2

4.2   CUFSM软件经常询问的问题

4.3.1  CUFSM？

4.3.1.1  什么是CUFSM？

• 探索弹性屈曲行为的软件
• CUFSM计算任意形状的简单支撑薄壁构件屈曲应力和屈曲模式。
• CUFSM最初是写来支持研究带有多种不同类型的纵向加强肋的冷轧钢材构件的行为和设计。
• CUFSM是免费使用和分送的。

4.3.1.2  什么是系统要求？

• 对于孤立的版本，PC需要带有任何一种Windows*。
• 对于Matlab版本，任何带有Matlab v6版的机器都能工作——这意味着支持大多数Unix机器和所有PC——但是这次不支持Macs*。
• 你的机器速度越快，你的运行分析就越快，但是对于复杂的问题和典型的分析，即使在老的486或奔腾机器上，有限条也是有效率的解决方案，不到一分钟就能完成。

*（2.5版没有在Windows XP上测试，但笔者现在所使用的2.6(b)版可以在Windows XP上运行）

**（传闻是Matlab将装到OS X上，那么CUFSM将在Mac上运行）

4.3.1.3   我为什么要用CUFSM？

• 探索和更好的了解薄壁构件的弹性屈曲行为。
• 精确的确定任意横截面的薄壁截面的弹性屈曲应力。
• 对于“板”结构，传统上使用的设计和手工方法经常忽视板接缝处兼容性，并且通常不提供各种重要的屈曲模式（即扭曲屈曲）的计算方法。CUFSM允许量化和检查结构的所有弹性屈曲模式。
• 确定输入，例如针对直接强度方法设计的M_cr和P_cr。

4.3.1.4  为什么CUFSM存在2个版本？

• 孤立的版本是针对那些没有Matlab的用户，并且在CUFSM的图形版本里，只需要进入到可以使用的特色。
• CUFSM的Matlab版本是针对有Matlab可用的所有用户的。CUFSM是Matlab里最初的规范，并且因此在Matlab里使用CUFSM提供了更大的灵活性。
• Matlab在不同于Windows PC的平台上（包括Linux），并且因此CUFSM的Matlab版本与PC孤立的版本相比，可以在许多平台上运行。

4.3.1.5  我为什么要用Matlab版本？

• Matlab版本允许你直接进入和修改源代码。
• 利用你们自己的Matlab程序之内的CUFSM子程序，可以容易的完成参数研究（见先进的功能——Matlab）。
• 在许多平台上都可以使用Matlab，并且允许你在高马力工作站和其它机器（即Linux）上使用CUFSM。
• 因为可以单独进入来自图形的任何子程序，所以带有Matlab的版本具有更加多的灵活性。

4.3.1.6 CUFSM是免费的吗？

• 是。
• CUFSM是作为免费软件分发的。
• 如果你在设计工作或在科学研究中使用CUFSM，请你提供涉及创造者（Ben Schafer）的工作的参考资料，并且提名你工作正在使用的CUFSM的版本。
• 标准的不承诺适用于：尽管已经做了所有的努力，确保CUFSM是可靠的，但使用程序的责任仍然需要使用者独自承担。

4.3.2  有限条？

4.3.2.1  什么是有限条？

• 有限条是有限元方法的特殊版本。

http://s10/middle/5a677b69g87c4c16265b9&690

• 在有限条方法里，要素形状函数在横向里采用多项式，但是在纵向里采用三角函数。纵向形状函数的明智选择允许使用单独的要素——“条”。
• 当在CUFSM里执行古典的有限条时，纵向使用单独的半波[sin（πx/a）]。更加详细的有限条方法，参见附录B——《冷轧钢材行为和设计：带有纵向加强肋的要素和构件的分析和数字建模》。

4.3.2.2  什么是屈曲曲线？

• 第五章指南和后面的范例曲线包含有详细的解释，但是现在，屈曲曲线是来自有限条分析的主要结果。典型的屈曲曲线显示在下面。对于给定的屈曲模式，这个曲线的最小值是专门显示临界半波长度和荷载系数的。

http://s11/middle/5a677b69g87c4c4a97b2a&690

4.3.2.3  什么是屈曲模式？

• 屈曲模式是构件屈曲的形状，这儿的例子显示的是Z型在弯曲时的局部屈曲模式。在这个情况里，屈曲模式正好代表第二变形，和简单的弯曲第一变形有同样的潜在能力。

http://s9/middle/5a677b69g87c4cecb75e8&690

4.3.2.4        什么是半波长度？

• 有限条方法假设纵向变形发生在1/2正弦波（半波长度）里。
• 半波长度是在分析里假设的1/2正弦波的长度。
• 对系统增加的半波长度执行分析，确定构件的屈曲行为（模式形状和荷载系数）。
• 注意：半波长度不是严格等于未拉紧长度，因为任何确定的模式都可能在给定的未拉紧长度之内重复它自身的若干倍数。

4.3.2.5            什么是荷载系数？

• 执行有限条分析，是用涉及的应力分布对构件加载。
• 荷载系数乘以涉及的应力分布等于屈曲应力。
• 例如，认为在构件每个位置（节点）上带有1ksi的应力分布。假设在分析之后，确定了15.4的局部屈曲荷载系数。什么是局部屈曲应力呢？局部屈曲应力是1.0ksi×15.4=15.4ksi。
• 对于另外的例子，认为涉及的应力分布对构件施加的荷载等于构件里第一次屈服引起的弯矩M_y。假设在分析之后，确定了0.5的扭曲屈曲荷载系数。这就意味着在0.5M_y发生扭曲屈曲。如果第一次屈服是受压，并且屈服应力表示为f_y，那么扭曲屈曲应力就是0.5f_y。
• 非常正好：荷载系数是相关特征值屈曲问题的特征值，并且屈曲模式是特征向量。

4.3.2.6   我怎样才能在设计里使用CUFSM结果？

• 采用直接强度方法
• 直接强度方法需要你知道你的构件的弹性屈曲荷载（P_y）或弹性屈曲弯矩（M_y）。对于任何任意的横截面，CUFSM都提供计算这些数值的手段。
• 大多数薄壁结构设计都依赖简单的板屈曲系数，或“k”值——可以使用CUFSM确定比设计里使用的更加准确的“k”值。

4.3.2.7  什么是M_y和P_y？

• 它们是弹性屈曲弯矩和弹性屈曲荷载。
• 它们是直接强度方法里的输入。
• 对于典型的开口薄壁形状，例如冷轧钢材C型或帽型，存在三个标准荷载/弯矩。

1. P_crl/_Mcrl：弹性临界扭曲屈曲荷载/弯矩
2.  P_crd/M_crd：弹性临界扭曲屈曲荷载/弯矩
3. P_cre/M_cre：弹性临界欧拉屈曲荷载/弯矩

• 多种模式（即对于P_cre，可能存在弯曲、扭曲和弯-扭）