线性屈曲是以特征值为研究对象,分析得到理想线性弹性结构的理论极限载荷,而不考虑实际结构中存在的缺陷和非线性,如非弹性的材料响应、几何大变形、接触行为等,也不考虑影响结构响应或使模型不对称的小缺陷,因此线性屈曲通常产生非保守的结果。
更准确地预测结构失稳的方法是进行非线性屈曲分析,需要静力分析时打开大变形,增量载荷加载求解,可以包括初始缺陷、塑性行为、间隙和大变形响应。相对于线性屈曲分析得到的临界载荷,考虑到缺陷和非线性影响而得到的实际屈曲载荷之比要低得多。
在进行线性和非线性屈曲分析时需要注意的问题有:
1)线性屈曲是非保守的,但由于比非线性屈曲计算省时,通常当做第一步计算来评估临界载荷,也就是屈曲开始时的载荷。线性屈曲分析可用于确定屈曲形态的设计工具。
2)在线性屈曲分析前必须进行结构静力学分析(Static Structural),以计算应力硬化矩阵。
3)线性屈曲分析计算得到的屈曲载荷因子(Buckling Load Factor),即特征值,将屈曲载荷因子乘以结构静力学分析时施加的载荷,即得到临界载荷。例如,在结构静力学分析中施加50N的压力载荷,而在线性屈曲分析计算中得到的屈曲载荷因子值为100,则临界载荷为5000N。为方便计算,一般在结构静力学分析时施加单位载荷。(www.xing528.com)
4)一个结构有无穷多个屈曲载荷因子和相对应的屈曲模态,但一般只对低阶模态感兴趣,这是因为屈曲发生在高阶模态之前。
5)屈曲模态只表示振动模态的定性信息,而不是位移的实际大小。
在ANSYS Workbench左侧工具箱中的【Analysis Systems】下的【Static Structural】上按住鼠标左键,拖动到项目管理区,然后拖动【Linear Buckling】到【Static Structural】项目,即可创建屈曲分析项目。按照分析项目从上到下的顺序执行屈曲分析,如图9-2所示。
图9-2 创建屈曲分析项目
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