算例分享：悬臂柱的特征值屈曲分析

本节基于Workbench中的Mechanical组件，对一个悬臂的工字型截面梁进行特征值屈曲分析。

        1.问题描述

工字型截面悬臂构件，如下图所示。构件长度为6.0m，左端为固定端，右端承受轴向力P，对此构件进行特征值屈曲分析，计算理论临界屈曲荷载。截面参数为上下翼缘宽度W1=W2=0.2m；梁截面高度W3=0.2m；上下翼缘厚度t1=t2=0.02m；腹板厚度t3=0.01m。

        2.建模以及求解

在DM中创建line body并赋予工字形截面，导入Mechanical组件中并将整根梁划分为12个单元。

按照如下的步骤进行加载及计算。

①施加左端固定约束

a. 选择Structural Static(B5)分支，工具面板的过滤选择按钮选择Vertex（点），选择梁的左端点。

b. 在图形区域点右键，在右键菜单中选择Insert>Fixed Support，在Outline中出现一个Fixed Support分支。

②在梁的右端（自由端）施加节点集中力

a. 在Mechanical界面中选择Model(B4)分支，工具栏的Model一栏中选择Named Selection，在其右键菜单中选择Insert>Named Selection，此分支下出现一个命名选择**分支Selection2。

b. 选中Selection2分支，在其Detail的Scoping Method选项选择Worksheet，视图切换至Worksheet。

c. 在Worksheet视图中右键添加一行选择过滤信息，选择X坐标位于6m的Mesh Node（节点），如图所示。

d. 点Worksheet视图中的Generate按钮，形成节点选择集Selection。此时，切换至Graphics模式，高亮度显示Selection所选择的节点**为距离固定端6m的节点，即梁的右端节点。

e. 选择Structural Static(B5)分支，在其右键菜单中选择Insert>Nodal Force，在Project Tree中出现一个Nodal Force分支。

f. 选择Nodal Force分支，在其Details中，设置Scoping Method属性为“Named Selection”，在Named Selection下拉列表中选择上面形成的节点选择**Selection，设置其X Component为-1N。

在Outline中选择Linear Buckling分支，按下工具条上的Solve按钮，开始求解。

        3.查看计算结果

求解结束后，按如下的步骤进行后处理操作。

(1)查看特征值计算结果

在Outline中选择Linear Buckling分支下的Solution Information，在Worksheet中显示Solver Output求解过程的输出信息，其中查看特征值计算结果如下。

而前述特征值计算结果为366760.92N，相对误差为：

Error=|366760.92-366998.5|/366998.5≈0.06％，说明计算结果正确无误。