线性静态分析
何时使用线性静态分析
使用线性静态分析可以计算在作用载荷的影响下的位移、应变、应力和反作用力。
线性静态分析假设以缓慢速度逐渐施加所有载荷,直到它们达到其全量级。在达到其全量级之后,载荷保持不变(不随时间的变化而变化)。包括相当大的惯性或阻尼力的随时间变化的载荷可以进行动态分析。
示例:
可以计算以恒定速度旋转或以恒定加速度移动的体的结构响应,因为生成的载荷不会随着时间的变化而变化。
线性静态分析的概念
线性静态分析是最基本的分析类型。术语线性是指计算的响应(例如位移或应力)与作用力成线性关系。术语静态是指力不随时间变化,或时间变化无关紧要,因此可以安全地忽略。
静态力的一个示例是建筑物的静载荷,它是由建筑物的重量加上办公室、设备和家具的重量组成的。此静载荷通常使用磅/平方英尺 (lb/sq ft) 或牛顿/平方米 (N/sq m) 来表达。此类载荷通常使用最大预期载荷并应用某个安全系数来定义。
除了上述不随时间变化的静载荷外,静态载荷的另一示例是强制位移。例如,建筑物地基的一部分可能有些下陷,从而引发静态载荷。静态载荷的另一示例是稳态温度场。温度作用会导致热膨胀,热膨胀转而会引发作用力。
求解器使用位移法,其中运动方程以位移为未知数写入。在计算出位移后,将其用于计算单元力、应力、反作用力和应变。
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