第17 章 屈曲分析 第 1 节 基本知识 屈曲分析是确定结构开始变得不稳定时的临界载荷和屈曲模态形状的技术。在 ANSYS程序中提供了两种屈曲分析技术：特征值屈曲分析（线性屈曲分析）和非线性屈曲分析。 经典的屈曲分析是采用特征值屈曲分析法，所谓特征值失稳计算就是用结构的材料刚度矩阵减去荷载作用下结构的几何刚度乘以一个系数，当总刚度矩阵奇异时的就是失稳特征值。它适用于对一个理想弹性结构的理想屈曲强度（歧点）进行预测，主要是使用特征值公式计算造成结构负刚度的应力刚度阵的比例因子。结构在达到屈曲载荷之前其位移——变形曲线表现出线性关系，达到屈曲以后其位移——变形曲线表现出非线性关系，此种方法满足于经典教本理论。 然而，在实际的工程结构中会有一定的初始缺陷，而且在使用过程中会出现材料非线性以及大变形等非线性因素，使结构并不全是在其理想弹性屈曲强度处发生屈曲。故特征值屈曲经常产生非保守结果即临界载荷值较大，不适用于工程结构屈曲分析，由此应运而生的是非线性屈曲分析法。该方法是包括材料非线性、大变形等非线性因素的静力分析法，计算过程可以一直进行到结构的限制载荷或最大载荷。因此，在实际结构的设计和估计中宜采用后一种方法。 一 、特征值屈曲分析 特征值屈曲分析一般由以下五个步骤： 1）建立模型；2）获得静力解；3）获得特征值屈曲解；4）拓展结果；5）后处理，观察结果及输出。 在特征值屈曲分析中应注意以下几个问题： 1）在前处理器PREP7 中定义单元类型、实常数、材料性质和创建几何模型和有限元模型。其中只允许线性行为，若定义了非线性单元，按线性对待。材料的性质可以是线性、各向同性或各向异性、恒值或与温度相关的。 2）求静力解时必须激活预应力（PSTRES）选项，特征值屈曲分析需要计算应力刚度矩阵。屈曲分析因为计算出的特征值表示屈曲荷载系数，所以一般施加单位载荷，但是 ANSYS程序的特征值限值是 1 000 000，所以如果求解的特征值超过此限值的话，我们应当施加一个比较大的荷载，而不应该还是用单位力施加！计算结果为：临界力=施加力×求出来的屈曲系数，所以一般的用单位力施加的临界力就等于求出的屈曲系数，因为施加力为1。 3）特征值屈曲解的求解需要静态分析的 Jobname.EMAT 和 Jobname.ESAV 文件，且文件中须包括模型几何数据。 4）计算结果输出中，主要是特征值组成的，存储于文件 Jobname.OUT 中，特征值有正值和负值，负特征值...
