对于该示例,我们创建一个具有 T 形截面和线性变化截面高度的悬臂模型(钢材 S235,各向同性,线弹性)。
该构件的**几何尺寸**为:
| 悬臂长度 l | 2800 | mm |
| 截面高度 h0 | 800 | mm |
| 截面高度 hl | 200 | mm |
| 翼缘宽度 b | 200 | mm |
| 翼缘厚度 tf | 20 | mm |
| 腹板厚度 tw | 10 | mm |
- 支座条件**和**荷载**被指定:
- 在固定端对翼缘和腹板施加刚性夹紧(平移和转动)
- 在自由端施加垂直于纵轴的固定(Y 方向平移)
- 施加 1.0 kN/m 的恒定线荷载
对于该荷载工况,激活**结构稳定性**模块并进行如下参数设置:
| 稳定性分析类型 | 特征值法(线性) |
| 最小特征值数目 | 3 |
| 特征值法 | 兰佐斯法 |
以下**网格设置**用于模型网格划分:
| 有限元目标长度 | 40 mm |
| 首选独立网格 | 是 |
建模的边界条件概览;请点击图片序列:
计算完成后,我们在**结果导航器**或**表格**中选择“稳定性分析”类别。对于第一个、最小的特征值,我们得到一个**临界荷载系数** f 为 41.427。据此计算出**临界荷载**:
qcr = 1.0 kN/m ⋅ f ≃ 41.4 kN/m
相应的**破坏模式**如下图所示:
插曲:将悬臂建为杆件模型
« 为什么要用面单元来建模悬臂;考虑用杆件不是更简单吗? »
为了回答这个问题,我们创建一个新模型,并将悬臂建为具有上述边界条件的杆件;仅调整有限元的大小:在长度 l = 2800 mm 上,我们希望生成 20 个有限单元。为此,我们编辑网格设置或指定一个**线网格细化**(目标有限元长度 LFE = 140 mm)。
边界条件如图片序列所示:
- 稳定性分析**的结果不言而喻:约 77323 的大临界荷载系数 f 和破坏模式并未真实地反映悬臂的局部屈曲行为。
然而,对于**平衡条件**计算(结构分析),将悬臂建为杆件模型是足够精确的:两种模型在悬臂自由端的最大位移均为 0.1 mm。