17.跟MIDAS学结构力学之屈曲分析

目录

1．连续梁分析/ 2

2．桁架分析/ 20

3．拱结构分析/ 39

4．框架分析/ 57

5．受压力荷载的板单元/ 77

6．悬臂梁分析/ 97

7．弹簧分析/ 120

8．有倾斜支座的框架结构/ 141

9．强制位移分析/ 162

10．预应力分析/ 179

11．P-Δ分析 / 188

12．热应力分析/ 209

13．移动荷载分析/ 233

14．特征值分析/ 247

15．反应谱分析/ 261

16．时程分析/ 281

17．屈曲分析/ 305

17. 屈曲分析

概述

对不同边界条件下受轴力的柱结构运行屈曲分析查看屈曲模态和临界荷载。

材料

弹性模量 : 1.0×104 tonf/m2

截面

形状 :实腹长方形截面

大小 : B⨯H = 1.0 ⨯ 0.25 m

荷载

-Z方向载荷集中荷载 1 tonf

图 17.1 分析模型

设定基本环境

打开新文件以‘屈曲分析.mgb’为名保存。

文件 / 新文件

文件 / 保存 ( 屈曲分析)

设定单位体系和结构类型。

设定结构类型为 X-Z 平面。

工具 / 单位体系

长度 > m ; 力 > tonf ↵

模型/ 结构类型

结构类型 > X-Z 平面↵

点格(关) 捕捉点(关) 正面

图 17.2 设定单位体系和结构类型

定义材料以及截面

输入材料和截面。材料用用户定义的方法输入，截面在程序里自动计算其截面特性值。

模型/ 特性/ 材料

一般> 名称( 材料) ; 类型> 用户定义

用户定义 > 规范 > 无

分析数据 > 弹性模量( 1.0E+4 ) ↵

模型/ 特性/ 截面

数值

截面号( 1 );名称( 截面 )

形状> 实腹长方形截面 ; 尺寸 > H ( 0.25 ) ; B ( 1.0 )

↵

图 17.3 定义材料以及截面

建立节点和单元

首先输入节点，然后建立柱单元。

模型/ 节点/ 建立节点

坐标( 0, 0, 0 )

复制> 复制次数( 60 )

间距( 0, 0, 0.25 )

模型/ 单元/ 建立单元

自动对齐

单元类型> 一般梁/变截面梁

材料 > 1:材料

截面 > 1:截面

交叉分割> 节点(开) ; 单元(开) ; Beta角( 0 )

节点连接( 1, 61 )

图 17.4 建立柱单元

输入边界条件

在柱的上下端输入约束条件。下端为铰支支座, 上端为滚动支座。

因结构类型为X-Z 平面，铰支支座只约束Dx 和Dz 自由度, 滚动支座只约束Dx 自由度。

模型/ 特性 / 一般支承

节点号 ; 单选 ( 节点: 1 )

选择 > 添加

支承条件类型> Dx, Dz (开) ↵

单选 ( 节点: 61 ) 支承条件类型> Dx (开) ↵

节点号 (关)

图 17.5 输入边界条件 对X-Z 平面的面外方

向的自由度在设定结构类型时自动约束.

输入荷载

定义荷载工况

为输入集中荷载首先定义荷载工况。

荷载/ 静力荷载工况

名称( 工况1 ) ; 类型> 用户定义的荷载

图 17.6 输入荷载工况

输入集中荷载

在柱上端加 (-)Z方向的集中荷载。

荷载/ 节点荷载

单选(节点: 61)

荷载工况名称>工况1 ; 选择>添加 ; 节点荷载>FZ ( -1 )

图 17.7 输入集中荷载

输入分析条件

输入屈曲分析控制数据

输入屈曲模态数量和迭代次数等基本条件。

分析 / 屈曲分析控制

模态数量 ( 5 )

控制参数 > 迭代次数 ( 30 )

收敛误差( 0.001 )

屈曲分析荷载组合> 荷载工况 > 工况1 组合系数 ( 1

)

图 17.8 输入屈曲分析数据

结构分析

运行结构分析.

分析 /

运行分析

关于屈曲分析的详细

内容参考在线帮助的 “结构屈曲分析控制”部分

查看分析结果

屈曲模态

查看屈曲模态形状。

结果/ 屈曲模态

荷载工况> Mode 1

模态成分 > Md-XYZ

显示类型 > 变形前( 开 ) ; 图例(开)

图 17.9 查看屈曲模态

计算临界荷载

为计算临界荷载值,在屈曲分析结果表格里查看特征值。

结果/ 结果分析表格 /屈曲模态

图 17.10 查看特征值临界荷载(critical load)=荷载*特征值＝(0.57 tonf)。

更改边界条件以及运行结构分析

更改模型的边界条件查看屈曲模态和临界荷载。 (参考图 17.1(b)) 在树型菜单的工作栏更改节点61的边界条件,然后运行结构分析。

文件/另存为 ( 屈曲分析.2 )

树型菜单>工作

工作>边界条件>一般支承:2>支承条件类型1 [101000]>特性值

模型/ 边界条件 / 一般支承

选择 > 替换; 支承条件类型> Dx, Dz, Ry (开 ) ↵

树型菜单>工作

工作>边界条件>一般支承:2>支承条件类型2 [100000]> 特性值

模型/ 边界条件 / 一般支承

选择>替换; 支承条件类型>D-All ( 关 ) ; R-All (关 ) ↵

分析 /

运行分析

图 17.11 更改边界条件 选择要更改的选项,

按右键,选择特性值，就会出现修改属性的对话框。