[力学][有限元][FEM]Basics of Buckling Analysis [曲屈分析基础] (《有限单元法-编程与软件应用》章节节选)

实干、实践、积累、思考、创新。 《有限单元法:编程与软件应用》 曲屈分析 章节的内容节选: 11.1 稳定问题分类 结构失稳(屈曲)是指在外力作用下结构的平衡状态开始丧失,稍有扰动变形便迅速增大,最后使结构发生破坏。稳定问题一般分为两类,第一类是理想化的情况,即达到某种荷载时,除结构原来的平衡状态存在外,还可能出现第二个平衡状态,所以又称平衡分岔失稳或分支点失稳 (Buckling, Bifuraction)(图1中OAB曲线),对应于数学中是求解特征值问题,故又称特征值屈曲,此类结构失稳时相应的荷载称为屈曲荷载。第二类是结构失稳时,变形将迅速增大,而不会出现新的变形形式,又称极值点失稳(Instability)(图1中OCD曲线),结构失稳时相应的荷载称为极限荷载。此外还有一种跳跃失稳(Snap-through)(图1中OEF曲线),当荷载达到某值时(E点),结构平衡状态发生一个明显的跳跃,突然过渡到非临近的另一个具有较大位移的平衡状态(F点),由于在跳跃时结构通常已经破坏,其后的状态不能被利用,所以可归入第二类失稳。 图 11‑1 稳定问题 11.2 最小势能原理 11.2.1 系统的平衡 若系统处于平衡状态,则一定存在一种位移状态,使得系统总势能为驻值,即               (11.2‑1) 公式中               …

[FEM][MATLAB][有限元] FEM Modal Analysis Programming with MATLAB (Truss Element) (桁架单元模态分析编程)

坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 接着博文《[动力学] 模态分析基础 (Basics of modal analysis)》继续介绍桁架单元用于模态分析的方法。该部分内容也是 书本 《有限单元法:编程与软件应用》模态分析章节的部分内容节选。 10.2 2D桁架结构模态分析 模态分析需要的参数主要有结构的刚度矩阵和质量矩阵,其中的刚度矩阵与静力分析中的刚度矩阵相同,这里仅给出进行模态分析所需的质量矩阵等其他条件。 10.2.1 桁架单元质量矩阵 集中质量矩阵(局部坐标) 设杆材料密度为 ,单元长度为 ,截面积为 ,每个节点分担单元1/2质量,则单元质量矩阵                 (10.2‑1) 整体坐标下的质量矩阵转换 整体坐标下单元一致质量矩阵为    …