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线性屈曲分析
本章概述
在本章中将讲述DS中的线性屈曲分析的应用.
在DS中,进行线性屈曲分析类似于应力分析.
假设用户在此之前已经讨论过第四章线性静力结构分析的内容.
屈曲分析的背景
许多结构需要估计结构的稳定性。细长柱、压缩部件、以及真空容器都是需要考虑稳定性的例子.
在不稳定(屈曲)开始时,结构在本质上没有变化的载荷作用下(超过一个很小的动荡)在x方向上的位移{x}会有一个很大的改变.
F
F
Stable
Unstable
…屈曲分析的背景
特征值或线性屈曲分析预测的是理想线弹性结构的理论屈曲强度(分歧点).
.
Euler柱的特征值屈曲方法与经典的Euler方法匹配.
…屈曲分析的背景
然而,非理想和非线性行为阻止许多真实的结构达到它们理论上的弹性屈曲强度。线性屈曲通常产生非保守的结果, 应当谨慎使用.
把屈曲当成苏打水罐:
材料响应是非弹性的。需要考虑几何非线性的影响,接触也是需要的。因此这些类型的非线性行为都不被考虑.
在苏打水罐上的小的瑕疵,例如一个小的缺陷,,这些小的瑕疵在线性屈曲分析中不予考虑.
…屈曲分析的背景
尽管屈曲分析是非保守的,但是也有许多优点:
它比非线性屈曲计算省时,并且应当作第一步计算来评估临界载荷(屈曲开始时的载荷).
线性屈曲分析可以用来作为决定产生什么样的屈曲模型形状的设计工具.
结构可能发生屈曲的方法可以作为设计中的向导
…线性屈曲分析基础
对于线性屈曲分析,下面的特征值方法用来得到屈曲载荷乘子li和屈曲模态yi:
这个结论在分析中有一些相对的假设:
[K]和[S] 是常量:
假设为线弹性材料行为
应用小变形理论,并且不包括非线性特性
基于载荷{F}的响应是一个线性的关于li的函数
附加的约束条件:
不允许非零位移约束或热载荷
在DS中涉及到应用线性屈曲分析,记住这些假设是很重要的.
B. 屈曲分析步骤
线性屈曲分析步骤与线性静力分析很相似,.
生成几何体
分配材料属性
定义接触(假如需要的话)
定义网格控制(可选择的)
定义载荷和约束
定义屈曲结果
求解模型
查看结果
…几何模型和材料属性
与线性静力分析类似,任何DS支持的类型的几何体都可以使用:
实体
壳体(定义适当厚度)
线(定义适当的截面形状)
对于线模型仅有屈曲模态和位移结果是可以得到的.
对于材料特性,最少需要定义杨氏模量和泊松比
…接触对
,由于这是一个纯粹的线性分析,因此接触行为不同于非线性接触类型:
以下各方面需要重点注意:
Pinball范围将影响一些接触类型
所有非线性接触类型被简化为“绑定”或“不分离”接触.
没有分离的接触在屈曲分析中带有警告,,考虑应用绑定接触来代替.