屈曲失稳分析不能使用对称模型？实例表明不完全是这样！

    学员群中有人提出看法：屈曲失稳分析不能使用对称模型。同理，振动模态分析也不能使用对称模型。

    在某些行业，对称分析确实很常见，比如压力容器行业。使用对称分析最大的优势是：在不降低分析精度的前提下能大幅减少计算规模。

    屈曲失稳分析和振动模态分析是不是一定不能用对称分析？其实这也要看情况。如果某阶屈曲变形或模态变形是对称的，那么使用对称分析是可行的；相反，则是不可行的。

    本文通用一个简单的压杆稳定问题，来验证这个结论：

    1）对称变形，可以用对称分析；

    2）不对称变形，不能用对称分析；

    一根杆件受压，如下图所示。

    杆件失稳的临界载荷计算公式。

    H型立柱如下图所示。

    横截面惯性矩如下图所示。

    一端固定，另一端自由。自由端施加单位压力。

    公式计算得到的临界载荷：

弱轴：3.688E5 N

强轴：5.028E6 N

    仿真得到的临界载荷：

    弱轴:

    强轴：

    公式解和仿真解高度一致，相互验证。

    使用两种对称分析（实体单元）：

    一端固定，另一端自由。因为是对称分析，自由端施加单位压力的一半，使用无摩擦约束作为对称定义。

    仿真得到的临界载荷：

    弱轴:

    强轴：

    上下对称分析得到了正确的绕弱轴的临界载荷，左右对称分析得到了正确的绕强轴的临界载荷。所以屈曲失稳分析不能使用对称分析的结论并不完全正确。

    可以发现，如果以屈曲变形的对称面作为对称分析的对称面，则分析结果不受影响。振动模态分析中也是这个道理。

    对于实际工程，很多时候只需要获得第一阶临界载荷，并且大部分情况下，第一阶屈曲变形的趋势是知道的。所以对于实际工程，如果有降低计算规模的硬指标，屈曲分析也可以酌情使用对称分析。当然使用完整模型也没问题。

    如果使用完整模型分析，笔者还有一个建议，屈曲分析对网格大小不敏感，所以为了降低计算规模，网格尺寸可以更粗疏一点。

来源：华仿CAE