[科普中国]-线性静力分析

线性静力分析是力学分析方法的一种，一般结合有限元方法一起投入实际使用。多用于工程应用，建筑，流体分析等方面。

线性静力学分析的假设条件材料为线性材料在线性静力学分析中，所使用的材料必须为线性材料，即材料的应力与应变成正比。

小变形理论（结构响应）任何结构在加载条件下均会发生变形。在线性静力学分析中，假设变形很小，即变形量相对结构的整体尺寸很小。

注意变形大小并不是判断“大变形”或“小变形”的因素，真正决定因素为变形能否显著改变结构的刚度（抵抗变形的能力）。

载荷为静态载荷假设所有载荷与约束均不随时间变化，这就意味着加载过程必须十分缓慢，以致可以忽略惯性效应，因为快速加载将会引发附加的位移、应力与应变。1

线性静力学分析流程1、确定结构的分析方案（线结构、面结构、实体），如桁架、壳、实体等；注意线性单元和高档单元的使用；对称性等简化方法的运用。

2、根据分析类型确定单元类型、实常量等，尤其注意单元类型的某些选项，这些对于某些分析十分重要。

3、设定材料模型。

4、采用各种方法建模。

5、在进行布尔运算时特别注意对以后分析的影响，尤其在某些情况下有些网格较难生成，故对于布尔运算，需慎重考虑。为解决该问题应尽量采用几何体素直接建模。

6、将材料、实常量等参数赋予模型，在某些情况下可同时指定方向点。

7、按情况划分网格，尤其注意网格设置，如设置适当的网格密度等。

8、在生成节点和单元后，根据实际情况定义接触单元、自由度的耦合以及约束方程等。

9、施加载荷与约束。

10、求解，注意设置适当的求解选项。

11、进入后处理菜单，获取计算结果等。

12、评价分析结果。

误差分析1、有限元精度同试验结果相比较，由于边界条件和材料的特性与实际情况有差别，计算值与测试值会有偏差，但计算基本能反映结果的受力状态，就是混凝土结构，多数结果一般在20%－30%以内，如果是钢结构吻合程度还好些，当然有些特殊的区域(应力集中的位置）可能吻合不太好。
2、如果在室外的实际工程中，测试的结果偏差会大些。2

结构线性静力分析的重要性1、结构线性静力分析最为常用。

2、设计规范基本上采用线弹性分析结构的内力。

3、是各种分析的基础。

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所