Creo Simulate有限元分析（18）：细长杆失稳分析

在静态分析中，我们总是假设在外力作用下，零件处于稳定平衡状态。然后，在此基础上研究零件是否具有足够的强度及刚度。但是对细长杆、薄板等零件来说，虽然有足够的强度和刚度，但在稳定性方面可能还是不够安全的。在多数情况下，这类结构的失效并非由于应力超过了材料的强度，而是由于细长或薄壁零件稳定性的不足。当施加压力载荷导致零件变形，而丧失承载能力时，就说它已丧失了稳定性，又称为“失稳"或 “屈曲”。而零件由稳定过渡到不稳定时，所承受的载荷称为失稳的“临界载荷”。

失稳分析的关键是求解失稳临界载荷和结构发生失稳反应时的失稳模态形状。在Simulate中，计算失稳临界载荷的公式为:

Pcr = BLF × P0

其中，P₀为静态分析中施加的载荷，BLF(Buckling Load Factor)为失稳临界载荷因子，所以就将失稳临界载荷的问题转化为求解失稳临界载荷因子BLF的问题了。在Simulate中求解失稳临界载荷因子BLF的过程如下：

下面简单介绍如何对一根一端固定、一端自由，直径15mm，长200mm的细长圆杆进行失稳分析。

方法：

1.新建模型。

2.点击【应用程序】-【Simulate】，如下图所示。

3.点击“材料”，弹出如下图所示的窗口，在Legacy-Materials文件夹下找到steel材料，点击确定。

4.点击“材料分配”按钮，零件的材料设置为STEEL，如下图所示。

5.点击“位移”按钮，设置边界条件，在细长杆的底部端面上固定所有平移自由度（可以只约束3个平移自由度）。

6.施加载荷。点击“力/力矩”按钮，在下图所示的端面上添加100N的力。