線性化挫曲分析

細長模型在受到軸向負載時,比較容易挫曲。挫曲定義為在外部施加負載不變的情況下,當儲存的薄膜 (軸向) 能量轉化為彎折能量時,突然發生變形。在數學上,當發生挫曲時,勁度會變為奇異性。本處使用的線性化挫曲方式可解決特徵值問題,以推估臨界挫曲係數及相關的挫曲模態。

模型在承受不同等級的負載下,會挫曲為不同形狀。模型挫曲的形狀稱為挫曲模態,而此負載稱為臨界或挫曲負載。挫曲分析可計算「挫曲」對話方塊中要求的多種模式。設計人員通常對最低模式 (模式 1) 感興趣,因為它與最低臨界負載相關。當挫曲為臨界設計係數時,計算多種挫曲模式有助於找出模型的軟弱區域。模態可協助您修改模型或支撐系統,以避免在特定模式下發生挫曲。

SOLIDWORKS Simulation 不會在線性挫曲分析中考慮偏移軸向負載 (即遠端負載或未在幾何剖面質心套用的負載) 的影響。理論上,套用偏移負載可進一步降低軟體計算的挫曲負載係數。

若要針對容易挫曲的模型考慮偏移負載的影響,您可以產生非線性研究。非線性研究可以逐步重新計算勁度矩陣,因此請考慮離心負載在幾何中引發的彎折與壓縮效果。

在非線性研究中,您也可以套用可塑性材料模型,以更準確地預測是否可能因材料降伏或開始挫曲而發生失敗。

使用挫曲分析的時機

承受軸向負載的細長零件及使用細長零件的組合件在承受相對較小的軸向負載時會發生挫曲。由於此種結構在承受遠低於臨界等級的應力時就會發生挫曲,因此會失敗。對於此種結構,挫曲負載會變成重要的設計係數。龐大的結構通常不需要挫曲分析,因為通常會因應力較高而發生失敗。