基于ANSYS Workbench变截面压杆屈曲分析方法.pdf

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1、文章编号：1672—0121(2012)04—0070—03基于ANSYSWorkbench变截面压杆屈曲分析方法闵加丰，阚伟良，朱海清(江南大学机械工程学院，江苏无锡214122)摘要：以工程应用中变截面压杆为例，运用ANSYSWorkbench中概念建模方法进行3D建模，根据实际应用条件对压杆两端施加约束，在ANSYSWorkbench的屈曲分析模块中通过施加单位载荷计算出变截面压杆临界弯曲载荷。关键词：机械设计；变截面压杆；ANSYSWorkbench；屈曲分析；临界载荷中图分类号：TH114文献标识码：A1引言截面段的截面惯性矩均与该构件最弱处

2、的截面段在机械工程中，有不少构件属于变截面压杆形的截面惯性矩相同。将不同横截面的各段的长式，如起重机吊臂、变幅油缸等承受压力作用的支柱度厶转换成与该构件最弱处截面段的截面惯性矩都可简化为阶梯形状的受压件来分析其承载能力。所对应的当量长度L，再将各段所对应的当量长这类构件在受到轴向压力作用时容易出现弯曲或失度相加，即可获得整个变截面压杆所对应的当量长稳。因此在验算其稳定性时，往往需要确定其临界弯度。最后根据等截面压杆稳定方法计算。此方法计曲载荷，但与之相关的稳定性分析理论却极不完善，算简便，具有较强的通用性，但对于截面变化较大或其主要原因是在理论上推导变

3、截面压杆的稳定方程段数较多时计算结果误差增大。十分繁难，而且对应的微分方程又是超越方程，进一(3)解析法。该方法须先根据构件变截面的段步求解这些方程往往遇到数学上的困难，因此对这数，分段列出构件在弯曲平衡条件下的挠曲线的连类问题进行深入研究很有必要。本文应用ANSYS续性条件，求解积分常数，最后求得其临界弯曲载荷Workbench软件中的屈曲分析模块，得到变截面压值。此方法虽能获得较高的精度，但当变截面段数较杆临界弯曲载荷的数值解，其结果令人满意。多时，建立微分方程较困难，求解过程也十分复杂。(4)能量法。此方法虽能获得较为满意的近似2变截面压杆临界弯

4、曲载荷的理论计算方法解，但仍会遇到复杂的积分运算，设计工作量较大。对于变截面压杆的临界弯曲载荷计算，目前通(5)图解法。此法虽较简便，但计算精度低。常采用以下5种方法。本文以实际工程中的变截面压杆为例，介绍利(1)最小截面的等截面法。将变截面压杆的最小用ANSYSWorkbench概念建模方法对变截面压杆横截面的惯性矩作为该变截面压杆的惯性矩，进行3D建模，运用ANSYSWorkbench屈曲分析模利用等截面匀质压杆的欧拉公式求解压杆的临界弯块简便地求出变截面压杆临界弯曲载荷。曲载荷。这种计算方法未考虑其余截面对抗弯刚度的影响，偏于保守，所得临界弯曲载

5、荷值比实际值3ANSYSWorkbench的屈曲分析方法3．1屈曲分析基础变截面压杆中所有不同横截屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳，即设该构件中各个不同横定性以及确定结构失稳的临界载荷，屈曲分析包括线性屈曲分析和非线性屈曲分析。线性屈曲分析是以特征值为研究对象，以小位移小应变的线弹性理硕士在读，主攻机械设计及理论学习论为基础，分析中不考虑结构在受载变形过程中结构构形的变化，也就是在外力施加的各个阶段，总是