Линейный статический анализ
Тело, когда к нему применяются нагрузки, деформируется и воздействие нагрузок передается через все тело. Внешние нагрузки включают в себя внутренние силы и реакции, которые компенсируют воздействия и возвращают тело в состояние равновесия.
Линейный статический анализ рассчитывает силы перемещений, напряжения, нагрузки и реакции при воздействии приложенных нагрузок.
В линейном статическом анализе используются следующие допущения:
Статическое допущение. Все нагрузки прилагаются медленно и постепенно, пока не достигнут своих полных величин. По достижению своих полных величин нагрузки остаются постоянными (неизменными по времени). Такое допущение позволяет пренебречь внутренними и демпфирующими силами ввиду пренебрежимо малых ускорений и скоростей. Меняющиеся по времени нагрузки, включающие существенные внутренние и/или демпфирующие силы, могут обеспечить динамический анализ. Динамические нагрузки меняются по времени и во многих случаях включают в себя существенные внутренние и демпфирующие силы, пренебречь которыми нельзя.
ПРИМЕЧАНИЯ:
Важно проверить состояние статического допущения, так как динамическая нагрузка может вызвать напряжения, составляющие до 1/(2x) величины напряжений, генерируемых статическими нагрузками с такими же значениями, где x представляет собой коэффициент вязкостного демпфирования. Для слабодемпфированных конструкций при демпфировании 5 % динамические напряжения будут в 10 раз больше, чем статические напряжения. Сценарий наихудшей ситуации проявляется при явлении резонанса. Просим вас ознакомиться с разделом Динамический анализ.
Для расчета реакции тел конструкции, вращающихся с постоянной скоростью или перемещающихся при постоянных ускорениях, вы можете воспользоваться статическим анализом ввиду того, что генерируемые нагрузки не меняются во времени.
Воспользуйтесь линейными и нелинейными динамическими исследованиями для вычисления реакции конструкции на динамические нагрузки. Динамические нагрузки включают в себя осциллирующие нагрузки, удары, соударения и случайные нагрузки.
Допущение линейности. Взаимоотношения между нагрузками и вызванными реакциями предполагаются линейными. Если, например, увеличить вдвое величину нагрузок, реакция модели (перемещения, нагрузки и напряжения) также увеличится вдвое. Можно принимать допущение линейности, если:
все материалы в модели подчиняются закону Гука, в соответствии с которым напряжение прямо пропорционально деформации.
вызванные перемещения достаточно малы, чтобы можно было пренебречь изменениями в жесткости, вызванными нагружением.
граничные условия не изменяются во время приложения нагрузок. Нагрузки должны быть постоянными по величине, направлению и распределению. Они не должны изменяться во время деформирования модели.