线性结构静力分析
本章主要介绍线性静力分析，通过一个简单的工程实例，使读者对线性静力分析的方法有一个初步的了解，为以后解决复杂的工程问题打下基础。
结构静力分析主要用来分析由稳态外载荷所引起的位移、应力和应变等，其中稳态载荷主要包括外部施加的力、稳态的惯性力（如重力和旋转速度）、位移和温度等有限元法的基本应用领域，适于求解惯性及阻尼对结构响应影响不显著的问题。结构静力分析可以分为线性静力分析和非线性静力分析。
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3.1 静力分析介绍
3.1.1 结构静力分析简介
1．结构分析概述
结构分析是有限元分析方法最常用的一个应用领域。它包括土木工程结构，如桥梁和建筑物；汽车结构，如车身骨架；航空结构，如飞机机身；船舶结构，如船体骨架等；同时还包括机械零部件，如活塞、传动轴等。结构分析就是对这些结构进行分析计算。
2．结构静力分析
计算的线性和非线性的角度可以把结构分析分为线性分析和非线性分析，从载荷与时间的关系又可以把结构分析分为静力分析和动态分析，而线性静力分析是最基本的分析，下面对其进行介绍。
（1）静力分析的定义
静力分析计算在固定不变的载荷作用下结构的效应，它不考虑惯性和阻尼的影响，如结构随时间变化载荷的情况。可是，静力分析可以计算那些固定不变的惯性载荷对结构的影响（如重力和离心力），以及那些可以近似为等价静力作用的随时间变化载荷（如许多建筑规范中所定义的等价静力风载荷和地震载荷）。线性分析是指在分析过程中结构的几何参数和载荷参数只发生微小的变化，以致可以把这种变化忽略，而把分析中的所有非线性项去掉。
（2）静力分析中的载荷
静力分析用于计算由那些不包括惯性和阻尼效应的载荷作用于结构或部件上引起的位移、应力、应变和力。固定不变的载荷和响应是一种假定，即假定载荷和结构的响应随时间的变化非常缓慢。
静力分析所施加的载荷包括以下几种。
外部施加的作用力和压力。
稳态的惯性力（如重力和离心力）。
位移载荷。
温度载荷。
3.1.2 静力分析的类型
静力分析可分为线性静力分析和非线性静力分析，静力分析既可以是线性的也可以是非线性的。非线性静力分析包括所有的非线性类型：大变形、塑性、蠕变、应力刚化、接触（间隙）单元、超弹性单元等。本节主要讨论线性静力分析，非线性静力分析在第5章中介绍。
从结构的几何特点上讲，无论是线性的还是非线性的静力分析都可以分为平面问题、轴对称问题和周期对称问题及任意三维结构。
3.1.3 静力分析基本步骤
1．建模
建立结构的有限元模型，使用ABAQUS软件进行静力分析，有限元模型的建立是否正确、合理，直接影响到分析结果的准确可靠程度。因此，在开始建立有限元模型时就应当考虑要分析问题的特点，对需要划分的有限元网格的粗细和分布情况有一个大概的规划。
2．施加载荷和边界条件，求解
在上一步建立的有限元模型上施加载荷和边界条件并求解，这部分要完成的工作包括：指定分析类型和分析选项，根据分析对象的工作状态和环境施加边界条件和载荷，对结果输出内容进行控制，最后根据设定的情况进行有限元求解。
3．结果评价和分析
求解完成后，查看结果文件Jobname.odb，结果文件由以下数据构成。
基本数据：节点位移（UX、UY、YZ、ROTX、ROTY、ROTZ）。
导出数据：节点单元应力、节点单元应变、单元集中力、节点反力等。
（内容、图片来源：《ABAQUS 2020有限元分析从入门到精通》，侵删）
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