關于結構對稱取半分析--我漏了什么

[前半段是對自己錯誤的描述,想看結論的,直接往后拉]
[圖片上傳失敗,稍后補]

謬誤描述

最近在做一個對稱結構的非線性屈曲分析,為了減少計算量,考慮到是對稱結構,同時荷載也是對稱分布,想當然地我做了取半簡化,計算量一下子小了4倍,有木有...可心里總有點不落實,總覺得是不是少了點什么,可不,這今天就被掃到了...

關于對稱取半分析,我之前的定義是如下

結構幾何對成,約束對稱,荷載對稱,即可進行對稱取半分析

今天在看文獻的時候,掃到了一眼壓桿穩定問題,一根等截面的桿件,兩端簡支,受軸壓作用。它的前三階屈曲模態把我繞進去了。

截圖,前三階
[圖片上傳失敗,稍后補]

第1階模態,很順眼,可是第2、3階模態總覺得哪里怪怪的,中部截面怎么發生了轉動?在對稱簡化中,中間截面,我是采用了對稱支座(滑動支承),轉動是收到了約束,不應該有轉動啊...

然后...然后我就把自己繞進去了...

既然看圖不爽,我只有自己嘗(徒)試(勞)了...在ansys里建了一根桿件,采用beam188單元,mesh,約束了兩端節點的uy,uz,rotx,roty;另外,對右側的ux也進行了約束

D,1,,,,,,,uy,uz,rotx,roty,
D,2,,,,,,,ux,uy,uz,rotx,roty,

左側節點施加x方向的軸力

F,1,FX,1

線性靜力分析完成之后,進行線性屈曲分析,要求完成前3個屈曲模態,最后繪制變形圖。我關心轉角,因而只plot了繞z軸的轉角rotz,前3階分別如下:

第1階屈曲模態
第2階屈曲模態
第3階屈曲模態
[圖片上傳失敗,稍后補]

這下死心了,結果吻合,可是第2階屈曲模態中間怎么會轉呢...說好的對稱呢...

繞了半天,呵呵了自己...
誰說好了有對稱的..

以下為糾正錯誤部分

受軸壓的簡支構件,其第2階屈曲模態就是反對稱的,錯在哪兒?錯在我的對稱簡化的條件!

結構幾何對成,約束對稱,荷載對稱,變形對稱,即可進行對稱取半分析

仔細一想,才明白,我遺漏了條件變形對稱,換言之,進行對稱取半的簡化,變形對稱是其條件之一,也即,以上的謬誤,是由于我遺漏了前提條件所致。

對稱取半分析,成立的基礎是對其有對稱變形的估計

捶胸頓足,懊(chi)惱(rou)之(fa)余(xie),我不由得想起了之前一位老師的教導

再簡單的理論,也有其相對應的適用條件,而忽略這些前提條件,往往就是錯誤的開始

再舉出一個例子,疊加原理的使用條件是什么?

疊加原理只適用于線彈性小變形的情況

一個線彈性、小變形,白紙黑字的限定,不摔個跟頭,我看我自己是不會記住的...咳...

對稱取半的問題說清了,可是,這就導致了另一個疑問,既然屈曲分析不能中,對于對成性存在限制,那為什么抗震的相關模擬,依然有采用對稱取半結構進行建模分析呢?

我想靜靜,想明白再說...

草草幾筆,還請指正

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簡書第一篇文章,寫的再爛,我也不能再拖著了...草稿箱里面已經放著寫了一半的文章有4、5篇了,給自己跪了==...

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