1 前言

为什么要进行结构屈曲分析？在实际工程问题中，细长压杆、薄壁圆筒、真空容器等细长或薄壁件，一般承受较大的压缩载荷，可能会突然发生曲屈而失去承载能力。

如上图所示的细长压杆，虽然负载基本没有变化，但是任意方向的微小载荷、很小动荡都会使结构有很大改变，出现不稳定现象。因此，需要对该类结构进行曲屈分析，以保证其具有稳定的承载能力。

2 涉及概念

(1) 屈曲：当载荷达到某一临界值时，结构将突然跳到另一个随遇的平衡状态，称之为屈曲。临界点之前称为前屈曲，临界点之后称为后屈曲。

(5) 极值点失稳：第二类失稳。结构存在初始缺陷，不再表现为分岔失稳，往往出现变形跳跃，结构的平衡是不稳定的。基于大变形理论。

3 分析技术

曲屈是结构失稳的一种现象，结构稳定性主要采用屈曲分析。曲屈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，分为线性屈曲分析和非线性屈曲分析。

线性屈曲分析以特征值为对象，以小位移、小应变的线弹性理论为基础，预测理想线弹性结构的理论曲屈强度，可以得到屈曲载荷和屈曲模态，又称为特征值分析或线弹性失稳分析。

ANSYS Workbench线性曲屈分析项目流程图

线性屈曲分析是线性分析，因此不引入非线性因素，如非弹性本构、大变形、大偏转等。线性屈曲分析是静态分析，需要约束所有自由度，不得有刚体位移。

真空容器线性曲屈

线性屈曲分析忽略了微观缺陷、宏观裂纹以及非线性行为，产生不保守的结果，预测值偏高，计算误差较大。但是，求解速度快，计算省时，效率高，可以提供屈曲失效的上限值。

3.2 非线性屈曲分析

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（材料非线性失稳分析）、非线性后屈曲分析（几何非线性和材料非线性）。比较接近实际情况，计算结果更加准确，而且可以进行后屈曲分析。

4 结语

特征值屈曲分析属于线性分析，它对结构临界失稳载荷的预测往往要高于结构实际的临界失稳载荷，因此在实际的工程结构分析时一般不用特征值屈曲分析。但是，特征值屈曲分析作为非线性屈曲分析的初步评估作用是非常有用的。