基于MSC Nastran的发动机盖支撑杆屈曲分析

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基于MSC Nastran的发动机盖支撑杆屈曲分析

作者：罗燕 刘明卓 张立玲

来源：《计算机辅助工程》2013年第03期

摘要： 用MSC Nastran对2种发动机盖支撑杆结构进行屈曲分析.计算结果表明，2种结构支撑杆的屈曲临界载荷均未超过稳定性要求，不同的结构形式具有不同的屈曲临界载荷和屈曲模态，撑杆结构是影响支撑杆稳定性的重要因素.第二种结构方案的屈曲临界载荷大于第一种方案，为设计部门选取更适合的方案提供参考.

关键词： 屈曲临界载荷； 发动机盖支撑杆； MSC Nastran 中图分类号： U463.833文献标志码： B 0引言

当需要开启大而重的发动机盖对发动机室进行检查时，如果发动机盖支撑杆发生屈曲甚至结构破坏，就会造成发动机盖掉落，严重影响人们的生命安全.该问题直接取决于发动盖支撑杆的强度、刚度和稳定性等.这些力学指标与撑杆形态、结构以及支撑杆材料的力学参数有密切关系.

发动机盖支撑杆可以看作一端固定一端铰支的细长杆.受压时，当压力逐渐增加并小于某一极限值后，杆一直保持直线平衡；当压力达到一定极限后，压杆的直线平衡变为不稳定，即压杆丧失直线平衡状态而过渡为曲线平衡，即发生屈曲.

在MSC Nastran理论中，屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷，屈曲分析包括线性屈曲分析和非线性屈曲分析.线性屈曲分析又称特征值屈曲分析，线性屈曲分析研究的是理想杆压杆的理论临界压力；非线性屈曲分析包括几何非线性失稳分析，弹塑性失稳分析和非线性后屈曲（Snap-through）分析，研究结构或构件的平衡状态是否稳定的问题.

在线性屈曲分析中，使用特征值公式计算造成结构负刚度的应力刚度矩阵的比例因子[1]（K+λS）φ=0（1）式中：K为总体线性刚度矩阵；λ为特征值；S为总体初应力刚度矩阵；φ位移特征矢量.

利用HyperMesh对2种支撑结构进行有限元建模，利用MSC Nastran对2种不同结构同种材料的发动机盖支撑杆进行线性屈曲分析，对比研究结构发生屈曲时的临界载荷和屈曲模态，比较2种撑杆结构的稳定性，为设计部门提供参考.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/siu5.html