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在ANSYS Workbench中进行压杆失稳线性(特征值)屈曲分析
压杆稳定分析在ANSYS WORKBENCH中是通过线性屈曲分析(ANSYS Workbench 16.0之前叫线性屈曲分析Linear Buckling,16.0叫特征值屈曲分析Eigenvalue Buckling)来实现的。它需要首先做一个静力学分析,然后做一个线性屈曲分析。
1、题例
如下图所示的细长圆截面连杆,长度为800mm,直径d=20mm,材料为A3钢,其弹性模量为200Gpa,试计算连杆的临界载荷。
2、解析解
该连杆为两端铰支的细长压杆,根据欧拉公式可以得到,其临界载荷是24.2KN.
3、创建工程
如下图所示分别创建静力学分析和屈曲分析项目,并建立两个项目之间的联系。对于特征值屈曲分析,ANSYS Workbench提供了两个可用的求解器第一个是使用ANSYS Mechanical APDL求解器,第二个是使用Samcef求解器。本例中使用ANSYS Mechanical APDL求解器。
4、静力学分析
按照所给数据设置材料属性,材料模型只需要输入弹性模量和泊松比即可。创建线体几何模型,并赋予截面属性。按20等分对线体划分网格,最终完成的模型如下图所示。
设置边界条件:左端点限制Y,Z位移;右端点简单支撑,即限制X,Y,Z位移;左右端点均限制绕X轴的转动。左端点上施加一个1N的压力。
静力学求解后的变形结果如下图所示。关于ANSYS Workbench中杆/梁单元的静力学分析的详细步骤可参考文章《Ansys Workbench梁单元分析实例——直杆拉伸的轴向变形》。