2. Lineaarne nõtkeanalüüs

Nõtkumine on stabiilsuse kaotus, mille juures konstruktsioon hakkab edasi kõverduma ka siis, kui koormus enam ei kasva.

Eesti keeles kasutame valdavalt termineid lineaarne nõtkeanalüüs või sünonüümina lineaarne stabiilsusanalüüs. 

Lineaarne nõtkeanalüüs eeldab elastset käitumist, väikseid deformatsioone ja seda, et jõudude suunad ei muutu arvutuse käigus. Konstruktsioon on algselt stabiilses tasakaalus ning koormuse eemaldamisel taastub algolek.

Arvutus pannakse kirja omaarvuülesandena. Tulemused on:

·         Omaarvud ehk koormustegurid (Eigenvalue) on skalaarsed kordajad, millega korrutatakse aluskoormus, et saada kriitiline koormus.

·         Oma­vektorid ehk nõtkevormid on geomeetrilised kujud, mis iseloomustavad stabiilsuse kaotuse vormi. Nende amplituud on meelevaldne; analüüs näitab kuju, mitte tegelikku nihke suurust.

Nõtkevorm e. Buckling Mode 1–3 Solid Edge-is

Buckling mode 1- Vastab väikseimale omaarvule. See on esimene ja kõige ohtlikum stabiilsuskao vorm, millega tuleb esmajoones ohutust kontrollida.

Buckling mode 2, 3- Vastavad järjest suurematele omaarvudele. Need on alternatiivsed nõtkevormid, mis avalduvad suurema koormuse korral. Need võivad olla lainelisemad, lokaalsemad või sümmeetriast tulenevalt teistsugused lahendid.

 

Praktilised märkused projekteerijale

Kinnitused on määrava tähtsusega:
  • Kui ots on liigendiga, võib see pöörduda – nõtkevorm on lihtsam ja kriitiline koormus väiksem.
  • Kui ots on jäigalt kinnitatud, pöördumist ei toimu – kriitiline koormus suureneb
 

Esmalt kontrolli nõtkevorm 1; kui selle koormustegur on väike, on stabiilsusvaru ebapiisav.

nõtkevormid 2–3 annavad lisateavet võimalike nõtkemustrite kohta, eriti plaatide ja kestade puhul, kus võivad tekkida lokaalsed vormid.

Lineaarne nõtkeanalüüs ei kirjelda nõtkekäitumist ega plastset voolamist; kui esineb algkõverus, ekstsentriline surve, kontakt või suured nihked, selleks kasuta mittelineaarset stabiilsusanalüüsi või täiendavat tugevus‑ ja jäikuskontrolli.

 

Terminite tõlked

Buckling → nõtkumine

Linear buckling analysis → lineaarne nõtkeanalüüs

Eigenvalue, load factor → omaarv, koormustegur

Eigenvector, mode shape → nõtkevorm

Critical load → kriitiline koormus

Stability loss → stabiilsuse kadu

 

Märkus: Antud materjalide koostamisel on kasutatud Solid Edge'i abiinfot, Tugevusõpetuse aine raames koostatud konspekte ja järgmist allikat: Jürgenson, A. (1985). Tugevusõpetus. Tallinn: Valgus.