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2024年3月5日发(作者：)
第6屈曲分析
章
工程中很多结构需要进行结构稳定性计算，如细长杆、压缩部件、真空容器等，这些构件在不稳定（屈曲）开始时，结构本质上没有变化的载荷作用下（超过一个很小的动荡），在x方向上的微小位移会使得结构有一个很大的改变，这类问题除了要考虑强度之外，还要分析其屈曲稳定性的问题。
本章所要学习的内容包括：
¾ 了解线性屈曲分析基础
¾ 掌握ANSYS Workbench屈曲分析的操作流程
¾ 了解线性屈曲分析的应用场合
¾ 理解屈曲分析的结果
6.1 线性屈曲分析基础
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）；而非理想和非线性行为阻止许多真实的结构达到它们的理论上的弹性屈曲强度。
线弹性通常产生非保守的结果，但也是有优点的。
（1）它比非线性屈曲计算省时间，并且应当做第一步计算来评估临界载荷（屈曲开始的载荷）。
（2）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，为设计做指导。
线性屈曲的分析方程为：
([K]+λi[S]){Ψi}=0
式中各个符号的含义如下。
S表示应力刚度矩阵；
λi表示屈曲载荷乘子；
Ψi表示屈曲模态。
实际上，线性屈曲方程和自由振动方程很相似，两者都是利用相似的矩阵方法来求解特征值问题的。
线性屈曲的分析步骤与之前的静力学分析非常相似，过程如下。
第屈曲分析
6章（1）创建或导入模型；
（2）赋予材料及定义各项属性；
（3）设定接触；
（4）网格控制与划分；
（5）施加载荷与约束；
（6）结果后处理；
（7）求解计算并保存。
ANSYS Workbench1 4.5屈曲模态分析步骤与其他有限元分析步骤大同小异，软件支持模态分析中存在接触对，但因为屈曲分析是线性分析，所以接触行为不同于非线性接触行为，接触设置的线性屈曲分析设置如表6-1所示。
表6-1 存在接触设置的线性屈曲分析设置
Linear Buckling Analysis
Contact Type
（接触类型）
Bonded
（绑定）
No Separation
（不分离）
Rough
（粗糙）
Frictionless
（光滑）
（线性屈曲分析）
Initially Touching
（初始接触）
Bonded
（绑定）
No Separation
（不分离）
Bonded
（绑定）
No Separation
（不分离）
Inside Pinball Region
（Pinball区域内）
Bonded
（绑定）
No Separation
（不分离）
Free
（自由）
Free
（自由）
Outside Pinball Region
（Pinball区域外）
Free
（自由）
Free
（自由）
Free
（自由）
Free
（自由）
279
注意
所有非线性接触类型都被简化为“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，因为它在切向方向没有刚度，这将产生过多过剩的屈曲模态，如果合适的话，应当考虑绑定接触来替代。
6.2 案例图解
6.2.1 斜撑杆受压屈曲分析
分析起落架中承受轴向压力的斜撑杆，杆为空心圆管，外径为52mm，内径为44mm，L=950mm。材料属性：σb=1600MPa，σp=1200MPa，E=210GPa，要求分析斜撑杆的临界压力Pcr。
本实例为回顾前面所学的Workbench建模知识，将在Workbench中建立模型。
第1步：进入ANSYS Workbench 14.5的界面。
ANSYS Workbench基础教程与工程分析详解
打开ANSYS Workbench 14.5的界面，在ANSYS Workbench 14.5图标上双击，或者单击右键，再选择打开，如图6-1所示。
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图6-1 ANSYS Workbench 14.5的打开
第2步：创建几何项目。
单击Toolbox下面的Component Systems前面的+按钮，再双击Component Systems下面的Geometry图标，如图6-2所示。
图6-2 Geometry打开界面
第3步：进入DM界面，设置单位。
在A2图标上双击，或者单击右键，然后再选择New Geometry命令进入到绘图界面，会弹出一个对话框，再选择单位Millimeter，最后单击OK按钮，如图6-3所示。
版权声明：本文标题：ANSYSWorkbench基础教程与工程分析详解第六章屈曲分析 内容由热心网友自发贡献，该文观点仅代表作者本人， 转载请联系作者并注明出处：https://m.elefans.com/dongtai/1709591250a230327.html， 本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容，一经查实，本站将立刻删除。
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