Autodesk Simulation – Vzpěrná stabilita

Mezní stav vzpěrné stability (anglicky buckling) je situace, kdy dojde k selhání konstrukce z důvodu porušení stability. Pokud si představíme štíhlý prut zatížený axiální silou, tak se dá předpokládat, že prut dříve vybočí do strany, než že dojde k porušení jiným způsobem (např. překročení meze kluzu). Tento stav je velmi nebezpečný, jelikož může nastat při zatížení, jež v součásti/součástech vyvozuje napětí podstatně nižší, než je mez kluzu. Po překročení mezního stavu vzpěrné stability ovšem součástka/konstrukce nedokáže přenášet ani zlomek původního zatížení před překročením této meze. U štíhlých součástí zatížených tlakem je proto velmi důležité provést alespoň orientační kontrolu či výpočet kritické síly. Kritická síla je definována jako síla, při jejíž aplikaci na konstrukci nastane právě tento mezní stav.

Příkladem takovéhoto stavu může být například pokroucení kolejí v důsledku tepelných dilatací, jako je tomu na obr. níže.

Obr. 1 – deformace kolejí – překročení mezního stavu vzpěrné stability (zdroj: http://wiki.iricen.gov.in)

V následujícím videu se můžete podívat na podrobný postup jak analyzovat součástku či sestavu a zjistit kritickou sílu.

Nejdůležitějším výstupem analýzy je tzv. Buckling load multiplier (obr. 2). Může být interpretován jako hodnota bezpečnosti vůči aktuálně zobrazenému meznímu stavu vzpěrné stability. Pokud bychom tímto koeficientem vynásobili původně zadané zatížení, tak obdržíme kritickou sílu. Logicky je nejdůležitější ta nejnižší hodnota.

Obr. 2 – Bucling load multiplier – mez bezpečnosti

Model pro vyzkoušení analýzy si můžete stáhnout zde.