座屈解析
細い棒に軸方向の圧縮力を加え、力を次第に増大させると棒は突然曲げ変形を起こし、外圧力に対する支持能力も激減する。これを座屈現象と呼んでいる。
座屈荷重:Pcr=π2EI/ℓ2
crはcritical(限界)の略であり、Pcrで座屈荷重を表示する。
長さℓ、断面積A、断面二次モーメントI、ヤング係数E
例題として、ℓ=100cm、断面積A=3cm×3cm、I=6.75、E=2100000として、
解析モデルを制作し、手計算と解析結果を比較する。
オイラーの式による座屈荷重
Pcr=π2EI/ℓ2
=Pcr=π2×2100000×6.75/1002=13990.16 ————- ①
解析モデル1:ビーム材モデル
拘束条件:12346、柱頭、1246支持
(1:X方向、2:Y方向、3:Z方向、
4:X方向回転、5:Y方向回転、6:Z方向回転)
荷重条件:柱頭-1000kgf
解析結果
解析結果は荷重(1000kgf)の13.95816にて座屈することを示している。
Pcr=13.95816×1000=13958.16 —————— ②
①≒②となっている。
解析モデル2(プレート材モデル)
拘束条件:12346、柱頭、12支持
(1:X方向、2:Y方向、3:Z方向、
4:X方向回転、5:Y方向回転、6:Z方向回転)
荷重条件:柱頭-1000kgf
解析結果
解析結果は荷重(1000kgf)の13.99187にて座屈することを示している。
Pcr=13.99187×1000=13991.87 —————— ③
①≒③となっている。
①≒②≒③