Ansys对工字钢倾覆稳定性和压弯构件的稳定性计算分析

时间：2019-01-12

钢材具有高强度、质轻、力学性能良好的优点，是制造结构物的一种较好的建筑材料，所以广泛运用于工程实例中，它和钢筋混凝土结构相比，对于充任相同受力功能的构件，具有截面轮廓尺寸小、构件细长和构件柔薄的特点。对于因受压、受弯和受剪等存在受压受压区的构件或板件，如果技术上处理不当，可能使钢结构出现整体失稳或局部失稳。失稳前结构物的变形可能很微小，突然失稳使结构物的几何形状急剧改变而导致结构物完全丧失抵抗能力，以致整体塌落。钢结构的稳定性能是决定其承载力的一个特别重要的因素。对于钢结构稳定性的研究也就较其重要。而轴压杆件和压弯杆件是钢结构的基础，对此杆件进行稳定性分析也就是不可避免的和尤为重要的。所以，非常有必要利用大型通用ANSYS软件对这类杆件进行分析，得到一系列的研究成果。

结构在荷载作用下由于材料的弹性性能而发生变形，若变形后结构上的荷载保持平衡，这种状态称为弹性平衡。如果结构在平衡状态时，受到扰动而偏离平衡位置，当扰动消除后仍能恢复到原来平衡状态的，这种平衡状态称为稳定平衡状态。根据构件屈曲后的变化，目前结构的稳定类别可以分为平衡分岔失稳，较值点失稳和跃越失稳三种情况。
结构的弹性稳定分析属于平衡分岔失稳，在ANSYS中对应的分析类型是特征值屈曲分析。关于特征值屈曲分析有以下说明：
1.分析对结构临界失稳力的预测往往要**结构实际的临界失稳力，因此在实际的工程结构分析时一般不用特征值屈曲分析
2.特征值屈曲分析能够预测临界失稳力的大致所在，可以为非线性屈曲分析及其他试验提供依据
3.特征值屈曲分析所预测的结果我们只取较小的**阶
4.特载值分析得到的是第一类稳定问题的解，只能得到屈曲荷载和相应的失稳模态，它的优点就是分析简单，计算速度快。

结论分析
1.随着翼板宽厚比和腹板高厚比的增加，结构的整体稳定性增加；?2.在压杆稳定中，增加加劲肋可以提高结构的稳定性；
3.shell63单元由于边界条件较难模拟，与理论值有所偏差，但其利用特征值屈曲分析所得到的屈曲荷载是基本相同或符合理论规律；
4.Ansys有限元对结构的数值分析与公式所得的理论值较为吻合，具有一定的参考价值，其误差也处于可接受范围。

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