有限元分析之线性静力学分析
(2016-08-20 15:00:03)
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由经典理论力学可知物体的动力学通用方程为
式中,M为质量矩阵,C为阻尼举证,K为刚度矩阵,x''、x'、x分别为加速度矢量、速度矢量、位移矢量,F(t)为力矢量。
在线性静力结构分析中,所有物理量均不随时间变化,于是便得到线性静力方程:
其中,F为静力载荷,不随时间变化,也不考虑惯性的影响。结构受到静态载荷作用,惯性与阻尼均可忽略。由于不考虑惯性,质量对结构没有影响。在静态载荷作用下,结构处于静力平衡状态,此时必须充分约束,但在多数情况下,若载荷周期远远大于结构自振周期,即缓慢加载,结构的惯性效应也可忽略,此时也可简化为线性静力分析模型。
线性静力结构分析一般比较关心结构的位移、约束反力、应力以及应变等参数。在线性静力分析中,结构必须满足:连续性,材料需满足弹性材料以及小变形理论。
线性静力学分析的假设条件
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在线性静力学分析中,所使用的材料必须为线性材料,即材料的应力与应变成正比。
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任何结构在加载条件下均会发生变形。在线性静力学分析中,假设变形很小,即变形量相对结构的整体尺寸很小。
注意变形大小并不是判断“大变形”或“小变形”的因素,真正决定因素为变形能否显著改变结构的刚度(抵抗变形的能力)。
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假设所有载荷与约束均不随时间变化,这就意味着加载过程必须十分缓慢,以致可以忽略惯性效应,因为快速加载将会引发附加的位移、应力与应变。
线性静力学分析流程
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在进行布尔运算时特别注意对以后分析的影响,尤其在某些情况下有些网格较难生成,故对于布尔运算,需慎重考虑。为解决该问题应尽量采用几何体素直接建模。
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