ANSYS動力學分析

1、精品文檔第5章動力學分析結構動力學研究的是結構在隨時間變化載荷下的響應問題，它與靜力分析的主要區(qū)別是動力分析需要考慮慣性力以及運動阻力的影響。動力分析主要包括以下5個部分：模態(tài)分析：用于計算結構的固有頻率和模態(tài)。諧波分析（諧響應分析）：用于確定結構在隨時間正弦變化的載荷作用下的響應。瞬態(tài)動力分析：用于計算結構在隨時間任意變化的載荷作用下的響應，并且可涉及上述提到的靜力分析中所有的非線性性質。譜分析：是模態(tài)分析的應用拓廣，用于計算由于響應譜或psd輸入（隨機振動）引起的應力和應變。顯式動力分析：ansys/ls-dyna可用于計算高度非線性動力學和復雜的接觸問題。本章重點介紹前三種?！颈菊轮攸c】

2、區(qū)分各種動力學問題；各種動力學問題ansys分析步驟與特點。5.1動力學分析的過程與步驟模態(tài)分析與諧波分析兩者密切相關，求解簡諧力作用下的響應時要用到結構的模態(tài)和振型。瞬態(tài)動力分析可以通過施加載荷步模擬各種何載，進而求解結構響應。三者具體分析過程與步驟有明顯區(qū)別。5.1.1模態(tài)分析1.模態(tài)分析應用用模態(tài)分析可以確定一個結構的固有頻率利振型，固有頻率和振型是承受動態(tài)載荷結構設計中的重要參數。如果要進行模態(tài)疊加法諧響應分析或瞬態(tài)動力學分析，固有頻率和振型也是必要的?？梢詫τ蓄A應力的結構進行模態(tài)分析，例如旋轉的渦輪葉片。另一個有用的分析功能是循環(huán)對稱結構模態(tài)分析，該功能允許通過僅對循環(huán)對稱結構的一部

3、分進行建模，而分析產生整個結構的振型。ansys產品家族的模態(tài)分析是線性分析，任何非線性特性，如塑性和接觸(間隙)單元，即使定義也將被忽略?？蛇x的模態(tài)提取方法有6種，即blocklanczos(默認)、subspace、powerdynamics、reduced、unsymmetric、damped及qrdamped，后兩種方法允許結構中包含阻尼。.精品文檔2.模態(tài)分析的步驟模態(tài)分析過程由4個主要步驟組成，即建模、加載和求解、擴展模態(tài)，以及查看結果和后處理。(1)建模。指定項目名和分析標題，然后用前處理器prep7定義單元類型、單元實常數、材料性質及幾何模型。必須指定楊氏模量ex(或某種形式的

4、剛度)和密度dens(或某種形式的質量)，材料性質可以是線性或非線性、各向同性或正交各向異性，以及恒定或與溫度有關的，非線性特性將被忽略。(2)加載及求解。在這個步驟中要定義分析類型和分析選項，施加載荷，指定加載階段選項，并進行固頻率的有限元求解。在得到初始解后，應對模態(tài)進行擴展以供查看。ansys提供的用于模態(tài)分析的選項如下。newanalysisantype：選擇新的分析類型。analysistype：modalantype：指定分析類型為模態(tài)分析。modeextractionmethodmodopt：可選模態(tài)提取方法如下。blocklanczosmethod(默認)：分塊的蘭索斯法，它適

5、用于大型對稱特征值求解問題，比子空間法具有更快的收斂速度；subspacemethod：子空間法，適用于大型對稱特征值問題；powerdynamicsmethod：適用于非常大的模型(100000個自由度以上)及求解結構的前幾階模態(tài)，以了解結構如何響應的情形。該方法采用集中質量陣(lumpm，on)；reduced(householder)method：使用減縮的系統(tǒng)矩陣求解，速度快。但由于減縮質量矩陣識近似矩陣，所以相應精度較低；unsymmetricmethod：用于系統(tǒng)矩陣為非對稱矩陣的問題，例如流體結構相同作用；dampedmethod：用于阻尼不可忽略的問題；qrdampedmeth

6、od：采用減縮的阻尼陣計算復雜阻尼問題，所以比dampedmethod方法有更快的計算速度和更好的計算效率。numberofmodestoextractmodopt：除reduced方法外的所有模態(tài)提取方法都必須設置該選項。numberofmodestoexpandmxpand：僅在采用reduced、unsymmetric和damped方法時要求設置該選項。但如果需要得到單元的求解結果，則不論采用何種模態(tài)提取方法需要得到單元的求解結果，則不論采用何種模態(tài)提取方法都需選擇calculateelemresults復選框。massmatrixformulationlumpml：使用該選項可以選定采

7、用默認的質量矩陣形成方式(和單元類型有關)或集中質量陣近似方式，建議在大多數情況下應采用默認形成方式。但對有些包含薄膜結構的問題，如細長梁或非常薄的殼，采用集中質量矩陣近似經常產生較好的結果。另外，采用集中質量陣求解時間短，需要內存少。prestresseffectscalculationpstres：選用該選項可以計算有預應力結構的模態(tài)。默認的分析過程不包括預應力，即結構是處于無應力狀態(tài)的。完成模態(tài)分析選項(modalanalysisoption)對話框中的選擇后，單擊按鈕。一個相應于指定的模態(tài)提取方法的對話框將會出項。對話框中給出如下選擇域的組合。freqb，freqe：指定模態(tài)提取的頻率

8、范圍，大多數情況無需設置。prmode：要輸出的減縮模態(tài)數，只對reduced方法有效。nrmkey：關于振型歸一化的設置，可選擇相對于質量矩陣m或單位矩陣i進行歸一化處理。.精品文檔rigid：設置提取對已知有剛體運動結構進行子空間迭代分析時的零頻模態(tài)，只對subspace和powerdynamics法有效。subopt：指定多種子空間迭代選項，只對subspace和powerdynamics方法有效。cekey：指定處理約束方程的方法，只對blocklanczos方法有效。(3)定義自由度。使用reduced模態(tài)提取法時要求定義自由度：gui：mainmenusolutionmasterd

9、ofs-userselected-define。命令：m。(4)在模型上加載荷。在典型的模態(tài)分析中惟一有效的“載荷”是零位移約束，如果在某個dof處指定了一個非零位移約束，則以零位移約束替代該dof處的設置?？梢允┘映灰萍s束之外的其他載荷，但它們將被忽略。在未加約束的方向上，程序將解算剛體運動(零頻)及高頻(非零頻)自由體模態(tài)。載荷可以加在實體模型(點，線和面)上或加在有限元模型(點和單元)上。(5)指定載荷步選項。模態(tài)分析中可用的載荷步選項見表5-1。阻尼只在用damped模態(tài)提取法時有效，在其他模態(tài)提取法中將被忽略。如果包含阻尼，且采用damped模態(tài)提取法，則計算特征值時復數解。表5-

10、1模態(tài)分析中可用的載荷步選項選項alpha（質量）阻尼beta（剛度）阻尼恒定阻尼比材料阻尼比單元阻尼比命令alphadbetaddmpratmp,damprgui路徑mainmenusolutionloadstepoptstime/frequencdampingmainmenusolutionloadstepoptstime/frequencdampingmainmenusolutionloadstepoptstime/frequencdampingmainmenusolutionotherchangematpropspolynomialmainmenusolutionloadstepopt

11、sotherrealconstantsadd/edit/deleteprintedoutputoutprmainmenusolutionloadstepoptsoutputctrlssoluprintout(6)開始求解計算。gui：mainmenusolution-solve-currentls。命令：solve。求解器的輸出內容主要為寫到輸出文件及jobnarne.mode振型文件中的固有頻率，也可以包含減縮的振型和參與因子表，這取決于設置的分析選項的輸出控制。由于振型現在尚未寫到數據庫或結果文件中，因此還不能對結果進行后處理。如果采用subspace模態(tài)提取法，則輸出內容中可能包括警告：

12、sturmnumber=nshouldbem。其中n和m為整數，表示某階模態(tài)被漏掉或第m階和第n階模態(tài)的頻率相同，而要求輸出的只有第m階模態(tài)。如果采用dmaped模態(tài)提取方法，求得的特征值和特征向量將是復數解。特征值的虛部代表固有頻率，實部為系統(tǒng)穩(wěn)定性的量度。(7)退出solution。gui：mainmenufinish。命令：finish。.精品文檔3.擴展模態(tài)從嚴格意義上來說，擴展意味著將減縮解擴展到完整的dof集上；而縮減解常用主dof表達。在模態(tài)分析中擴展指將振型寫入結果文件，即擴展模態(tài)適用于reduced模態(tài)提取方法得到的減縮振型和使用其他模態(tài)提取方法得到的完整振型。因此如果需要在

13、后處理器中查看振型，必須先將振型寫入結果文件。模態(tài)擴展要求振型jobname.mode、jobname.emat、jobname.esav及jobname.tri文件(如果采用reduced方法)必須存在且數據庫中必須包含和結算模態(tài)時所用模型相同的分析模型。擴展模態(tài)的操作步驟如下。(1)進入ansys求解器，可采用如下命令。gui：mainmenusolution。命令：/solu。在擴展處理前必須退出求解并重新進入(solu)。(2)激活擴展處理及相關選項（如表5-2所示）。表5-2擴展處理選項選項expansionpasson/offno.ofmodestoexpandfreq.range

14、forexpansionstresscalc.on/off命令expassmxpandmxpandmxpandgui路徑mainmenusolutionanalysistypeexpansionpassmainmenusolutionloadstepoptsexpansionpasssingleexpandexpandmodesmainmenusolutionloadstepoptsexpansionpasssingleexpandexpandmodesmainmenusolutionloadstepoptsexpansionpasssingleexpandexpandmodesexpansi

15、onpasson/offexpass：選擇on(打開)。numberofmodestoexpandmxpand，nmode：指定要擴展的模態(tài)數。記住，只有經過擴展的模態(tài)可在后處理中查看。默認為不進行模態(tài)擴展。frequencyrangeforexpansionmxpand,，freqb，freqe：這是另一種控制要擴展模態(tài)數的方法。如果指定一個頻率范圍，那么只有該頻率范圍內的模態(tài)會被擴展。stresscalculationsonoffmxpand,elcalc：是否計算應力，默認為不計算。模態(tài)分析中的應力并不代表結構中的實際應力，而只是給出一個各階模態(tài)之間相對應力分布的概念。(3)指定載荷步選

16、項，模態(tài)擴展處理中惟一有效的選項是輸出控制。gui：mainmenusolutionloadstepoutputctrlsdb/resultsfile。命令：outres。(4)開始擴展處理，擴展處理的輸出包括已擴展的振型，而且還可以要求包含各階模態(tài)相對應的應力分布。gui：mainmenusolutioncurrentls。命令：solve。(5)如須擴展另外的模態(tài)(如不同頻率范圍的模態(tài))重復步驟(2)(4)，每次擴展處理的結果文件中保存為單步的載荷步。.精品文檔(6)退山solution，可以在后處理器中查看結果。gui：mainmenufinish。命令：finish。4.查看結果和后處

17、理模態(tài)分析的結果(即擴展模態(tài)處理的結果)寫入結構分析jobname.rst文件中，其中包括固有頻率、己擴展的振型和相對應力和力分布(如果要求輸出)可以在普通后處理器(/post1)中查看模態(tài)分析結果。查看結果數據包括讀入合適子步的結果數據。每階模態(tài)在結果文件中保存為一個單獨的子步。如擴展了6階模態(tài)，結果文件中將有6個子步組成的一個載荷步。gui：mainmenugeneralpostprocreadresultsbyloadstepsubstep。命令：set和sbstep。gui：mainmenugeneralpostprocplotresultsdeformedshape。命令：pldis

18、p。5.1.2諧響應分析1.諧響應分析應用諧響應分析是用于確定線性結構在承受隨時間按正弦(簡諧)規(guī)律變化的載荷時的穩(wěn)態(tài)響應的一種技術。分析的目的是計算結構在幾種頻率下的響應并得到一些響應值(通常是位移)對頻率的曲線，從這些曲線上可找到“峰值”響應并進一步查看峰值頻率對應的應力。這種分析技術只計算結構的穩(wěn)態(tài)受迫振動，發(fā)生在激勵開始時的瞬態(tài)振動不在諧響應分析中考慮。作為一種線性分析，該分析忽略任何即使已定義的非線性特性，如塑性和接觸(間隙)單元。但可以包含非對稱矩陣，如分析在流體-結構相互作用問題。諧響應分析也可用于分析有預應力的結構，如小提琴的弦(假定簡諧應力比預加的拉伸應力小得多)。2.3種求

19、解方法諧響應分析可以采用如下3種方法。(1)full方法(完全)。該方法采用完整的系統(tǒng)矩陣計算諧響應(沒有矩陣減縮)，矩陣可以是對稱或非對稱的，其優(yōu)點如下。容易使用，因為不必關心如何選擇主自由度和振型。使用完整矩陣，因此不涉及質量矩陣的近似。允許有非對稱矩陣，這種矩陣在聲學或軸承問題中很典型。用單一處理過程計算出所有的位移和應力。允許施加各種類刑的載荷，如節(jié)點力、外加的(非零)約束利單元載荷(壓力和溫度)。允許采用實體模型上所加的載荷。該方法的缺點是預應力選項不可用，并且采用frontal方程求解器時通常比其他方法運行時間長。但是采用jcg求解器或jccg求解器時，該方法的效率很高。(2)re

20、duced方法。該方法通常采用主自由度和減縮矩陣來壓縮問題的規(guī)模，計算主自由度處的位移后，解可以被擴展到初始的完整dof集上，其優(yōu)點如下。在采用frontal求解器時比full方法更快。.精品文檔可以考慮預應力效果。該方法的缺點如下：初始解只計算出主自由度的位移。要得到完整的位移，應力和力的解則需執(zhí)行被稱為擴展處理的進一步處理，擴展處理在某些分析應用中是可選操作。不能施加單元載荷(壓力和溫度等)。所有載荷必須施加在則戶定義的自由度上，限制了采用實體模型上所加的載荷。(3)modesuperposition方法(模態(tài)疊加)。該方法通過對模態(tài)分析得到的振型(特征向量)乘上因子并求和計算出結構的響應

21、，其優(yōu)點如下：對于許多問題，比reduced或full方法更快。在模態(tài)分析中施加的載荷可以通過lvscale命令用于諧響應分析中?？梢允菇獍唇Y構的固有頻率聚集，可產生更平滑且更精確的響應曲線圖。可以包含預應力效果。允許考慮振型阻尼(阻尼系數為頻率的函數)。該方法的缺點如下：不能施加非零位移。在模態(tài)分析中使用powerdynamics方法時，初始條件中不能有預加的載荷。諧響應的3種方法有如下共同局限性。所有載荷必須隨時間按正弦規(guī)律變化。所有載荷必須有相同的頻率。不允許有非線性特性。不計算瞬態(tài)效應。3.步驟使用full方法進行諧響應分析的過程的主要步驟為建模、加載并求解，以及查看結果及后處理。4.

22、建模在該步驟中需指定文件名和分析標題，然后用prep7來定義單元類型、單元實常數、材料特性及幾何模型，需記住的要點如下：(1)只有線性行為是有效的，如果有非線性單元，則按線性單元處理。(2)必須指定楊氏模量ex(或某種形式的剛度)和密度dens(或某種形式的質量)。材料特性可為線性、各向同性或各向異性，以及恒定的或和溫度相關的，忽略非線性材料特性。5.加載并求解在該步驟中定義分析類型和選項、加載、指定載荷步選項并開始有限元求解。需要注意的是，峰值響應分析發(fā)生在力的頻率和結構的固有頻率相等時。在得到諧響應分析解之前，應首先執(zhí)行模態(tài)分析，以確定結構的固有頻率。(1)進入ansys求解器。gui：m

23、ainmenusolution。命令：/solu。(2)定義分析類型和分析選項，ansys提供的用于諧響應分析的選項見表5-3。.選項精品文檔表5-3用于諧響應分析的選項命令gui路徑newanalysisanalysistype:harmonicresponsesolutionmethodsolutionlistingformatmassmatrixformulationequationsolverantypeantypehropthroutlumpmeqslvmainmenusolutionanalysistypenewanalysismainmenusolutionanalysistyp

24、enewanalysisharmonicmainmenusolutionanalysistypeanalysisoptionsmainmenusolutionanalysistypeanalysisoptionsmainmenusolutionanalysistypeanalysisoptionsmainmenusolutionanalysistypeanalysisoptionsnewanalysisantype選擇新分析，在諧響應分析中restart不可用。如果需要施加另外的簡諧載荷，可以另進行一次新分析。analysistype：harmomcresponseantype：選擇分析類型為

25、harmomcresponse(諧響應分析)。solutionmethodhropt選擇full、reduced或modesuperposition求解方法之一。solutionlistingformathrout：確定在輸出文件中諧響應分析的位移解如何列出，可選方式有realandimaginary(實部和虛部)(默認)和amplitudesandphaseangles(幅值和相位角)。massmatrixformulationlumpm：指定采用默認的質量陣形成方式(取決于單元類型)或使用集中質量陣近似。equationsolvereqslv：可選求解器有frontal(默認)，spars

26、edirect(sparse)、jacobiconjugategradient(jcg)，以及incompletecholeskyconjugategradient(iccg)。對大多數結構模型，建議采用frontal或sparse求解器。(3)在模型上加載。根據定義，諧響應分析假定所施加的所有載荷隨時間按簡諧(正弦)規(guī)律變化。指定一個完整的簡諧載荷需輸入3個數據，即amplitude(振幅)，phaseangle(相位角)和forcingfrequencyrange(強制頻率范圍)。(4)指定載荷步選項，諧響應分析可用的選項見表5-4。表5-4諧響應分析可用的選項選項命令普通選項(gener

27、aloptions)gui途徑numberofharmonicsolutionsteppeorrampedloadsnsubstkbcmainmenusolutionloadstepoptstime/frequencfreqandsubstepsmainmenusolutionloadstepoptstime/frequenctimetimesteporfreqandsubsteps動力學選項(dynamicsoptions)forcingfrequencyrangeharfrqmainmenusolutionloadstepoptstime/frequencfreqandsubsteps.d

28、ampingalphad,betad,d精品文檔mainmenusolutionloadstepoptstime/frequencdampingmprat輸出控制選項(outputcontroloptions)printedoutputoutprmainmenusolutionloadstepoptsoutputctrlssoluprintoutdatabaseandresultsfileoutputoutresmainmenusolutionloadstepoptsoutputctrlsdb/resultsfileextrapolationofresultseresxmainmenusolu

29、tionloadstepoptsoutputctrlsintegrationpt普通選項如下。numberofharmonicsolutionsnsubst：請求計算任何數目的諧響應解，解(或子步)將均布于指定的頻率范圍內harfqr。例如，如果在30hz40hz范圍內要求出10個解，則計算在頻率31hz40hz處的響應，而不計算其他頻率處。steppedorrampedloadskbc：載荷以stepped或ramped方式變化，默認為ramped，即載荷的幅值隨各子步逐漸增長。如果用命令kbc,1)設置了stepped載荷，則在頻率范圍內的所有子步載荷將保持恒定的幅值。動力學選項如下。fo

30、rcingfrequencyrangeharfrq：在諧響應分析中必須指定強制頻率范圍(以周單位時間為單位)，然后指定在此頻率范圍內要計算處的解數。damping：必須指定某種形式的阻尼，如alpha(質量)阻尼alphad、beta(剛度)阻尼betad或恒定阻尼比dmprat否則在共振處的響應將無限大。(5)開始求解。gui：mainmenusolutionsolvecurrentls。命令：solve。(6)如果有另外的載荷和頻率范圍(即另外的載荷步)，重復步驟(3)(5)。如果要做時間歷程后處理(post26)，則一個載荷步和另一個載荷步的頻率范同間不能存在重疊。(7)退出soluti

31、on。gui：關閉solution菜單。命令：finish。6.查看結果和后處理諧響應分析的結果保存在結構分析jobname.rst文件中，如果結構定義了阻尼，響應將與載荷異步。所有結果將是復數形式的，并以實部和虛部存儲。通常可以用post26和postl查看結果。一般的處理順序是用post26找到臨界強制頻率模型中關注點產生最大位移(或應力)時的頻率，然后用postl在這些臨界強制頻率處處理整個模型。post26要用到結果項/頻率對應關系表，即variables(變量)。每個變量都有一個參考號，1號變量被內定為頻率。其中主要操作如下。.精品文檔(1)定義變量。gui：mainmenutime

32、histpostprodefinevariables。，命令：nsol用于定義基本數據(節(jié)點位移)esol用于定義派生數據(單元數據，如應力)rforce用于定義反作用力數據。(2)繪制變量對頻率或其他變量的關系曲線，然后用plcplx指定用幅值/相位角方式或實部/虛部方式表示解。gui：mainmenutimehistpostprographvariables。mainmenutimehistpostprosettingsgraph命令：plvar和plcplx。(3)列表變量值。如果只要求列出極值，可用extrem命令，然后用plcplx指定用幅值/相位角方式或實部/虛部方式表示解。gui

33、：mainmenutimehistpostprolistvariableslistextremes。mainmenutimehistpostprolistextremesomainmenutimehistpostprosettingslist。命令：prvar、extrem和prcplx。通過查看整個模型中關鍵點處的時間歷程結果，可以得到用于進一步postl后處理的頻率值。使用postl時，使用set命令(gui：mainmenugeneralpostprocreadresults)讀入所需諧響應分析的結果，但不能同時讀入實部或虛部。結果大小由實部和虛部的srss和(平方和取平方根)給出，在p

34、ost26中可得到模型中指定點處的真實結果，然后進行其他通用后處理。5.1.3瞬態(tài)動力學分析1.應用瞬態(tài)動力學分析(亦稱時間歷程分析)是用于確定承受任意的隨時間變化載荷結構的動力學響應的一種方法，可用其分析確定結構在靜載荷、瞬態(tài)載荷和簡諧載荷的隨意組合作用下隨時間變化的位移、應變、應力及力。載荷和時間的相關性使得慣性力和阻尼作用比較顯著，如果慣性力和阻尼作用不重要，即可用靜力學分析代替瞬態(tài)分析。2.預備工作瞬態(tài)動力學分析比靜力學分析更復雜，因為按工程時間計算，該分析通常要占用更多的計算機資源和更多的人力，可以做必要的預備丁作以節(jié)省大量資源。如果分析中包含非線性，可以通過進行靜力學分析嘗試了解非

35、線性特性如何影響結構的響應，有時在動力學分析中不必包括非線性。通過模態(tài)分析計算結構的固有頻率和振型，即可了解這些模態(tài)被激活時結構如何響應。固有頻率同樣也對計算正確的積分時間步長有用。瞬態(tài)動力學分析也可以采用full、reduced或modesuperposition方法。3.步驟使用full方法進行瞬態(tài)動力學分析的過程的主要步驟為建模、加載并求解，以及查看結.精品文檔果及后處理。4.建模在該步驟中需指定文件名和分析標題，然后用prep7來定義單元類型、單元實常數、材料特性及幾何模型，需記住的要點如下。(1)只有線性行為是有效的，如果有非線性單元，則按線性單元處理。(2)必須指定楊氏模量ex(或

36、某種形式的剛度)和密度dens(或某種形式的質量)。材料特性可為線性、各向同性或各向異性，以及恒定的或和溫度相關的，忽略非線性材料特性。5.加載并求解在該步驟中定義分析類型和選項、加載、指定載荷步選項并開始有限元求解。(1)進入ansys求解器。gui：mainmenusolution。命令：/solu。(2)定義分析類型和分析選項，用于瞬態(tài)動力學響應分析的選項見表5-5。表5-5用于瞬態(tài)動力學響應分析的選項選項newanalysis命令antypegui路徑mainmenusolutionanalysistypenewanalysisanalysistype:transientantyped

37、ynamicsmainmenusolutionanalysistypenewanalysistransientdynamicssolutionmethodlargedeformationeffectsmassmatrixformulationequationsolverstressstiffeningeffectnewton-raphsonoptionhroptnlgeomlumpmeqslvsstifnroptmainmenusolutionanalysistypeanalysisoptionsmainmenusolutionanalysistypeanalysisoptionsmainme

38、nusolutionanalysistypeanalysisoptionsmainmenusolutionanalysistypeanalysisoptionsmainmenusolutionanalysistypeanalysisoptionsmainmenusolutionanalysistypeanalysisoptionsnewanalysisantype：選擇新分析。已完成靜力學預應力或full方法瞬態(tài)動力學分析并準備延伸時間歷程；選擇restart，重新啟動一次失敗的非線性分析。analysistypeantype：選擇分析類型為transientdynamics(瞬態(tài)動力學分析)

39、。solutionmethodhropt：選擇full、reduced或modesuperposition求解方法之。largedeformationeffectsnlgeom：考慮屬于幾何非線性的大變形(如彎曲的細長棒)或大應變(如金屬成型問題)時，打開(on)選項。默認為小變形和小應變。massmatrixformulationlumpm：建議在大多數應用中采用默認質量矩陣形成方式(和單元相關)。但對有些包含薄膜結構的問題，采用集中質量矩陣近似經常產生較好的結果并且求解時間短，需要內存少。equationsolvereqslv：可選求解器有frontal(默認)、sparsedirect(

40、sparse)、jacobiconjugategradient(jcg)、jcgout-of-memory、incompletecholeskyconjugategradient(iccg)、preconditionedconjugategradient(pcg)和iterative(自動選擇，僅用于非線性靜力學分析/full方法瞬態(tài)動力學分析或穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)熱力學分析，建議采用)。對于大型模型，建議采用pcg求.精品文檔解器。stressstiffeningeffectsstif：應力剛化屬于幾何非線性，在小變形分析中希望結構中的應力顯著增加(或降低)結構的剛度，如承受法向壓力的圓形薄膜，或者在

41、大變形分析中如果需要用此選項幫助收斂時選擇為on(默認為off)。newton-raphsonoptionnrort：指定在求解期間切線矩陣被刷新的頻度。僅在存在非線性時用，可選項包括program-chosen(默認)、full、modified及initialstiffness。(3)在模型上加載。按定義，瞬態(tài)動力學分析包含數值為時間函數的載荷，要指定這樣的載荷，需將載荷對時間的關系曲線劃分成合適的載荷步。在載荷/時間曲線上的每個“拐角”都應作為一個載荷步，如圖5-1所示。a)b)圖5-1載荷/時間關系曲線的實例第1個載荷步通常被用來建立初始條件，然后指定后繼的瞬態(tài)載荷及加載步選項。對于每

42、一個載荷步，都要指定載荷值和時間值，以及其他載荷步選項，如載荷時按steped或ramped方式施加，以及是否使用自動時間步長等。最后將每一個載荷步寫入文件并一次性求解所有的載荷步。施加瞬態(tài)載荷的第1步是建立初始關系(即零時刻的情況)，瞬態(tài)動力學分析要求給定初始位移u0和初始速度v0兩種初始條件。如果沒有設置，u0和v0都被假定為0。初始加速度a0一般被假定為0，但可以通過在一個小的時間間隔內施加合適的加速度載荷來指定非零的初始加速度。非零初始位移及/或非零初始速度的設置方法如下。gui：mainmenusolutiondefineloadsapplyinitialconditndefine。

43、命令：ic。除慣性載荷外，可以在實體模型(由關鍵點，線及面組成)或有限元模型(由節(jié)點和單元組成)上施加載荷。在分析過程中可以施加、刪除載荷或操作及列表載荷。普通選項如下：timetime：指定載荷步結束時間。steppedorrampedloadskbc：設置在載荷步kbc內用ramped(直線上升，默認)方式或stepped(階躍)方式加載荷。integrationtimestepsubst或deltiml：積分時間步長是用于運動方程時間積分的時間增量值?？梢灾苯佑妹頳eltim或間接地用子步數nsubst指定。時間步長決定解的精度，其值越小，精度越高。.精品文檔automatictime

44、steppingautots：在瞬態(tài)分析中也為時間步長優(yōu)化，指程序按結構的響應增加或減縮積分步長。對于大多數問題，建議選擇此選項并指定上下限。動力學選項如下：timeintegrationeffectstimint：考慮慣性和阻尼影響時必須打開時間積分效果，否則進行靜力分析。默認為打開。該選項對以靜力分析開始的瞬態(tài)動力學分析很有用，即第1個載荷步求解時應關閉時間積分效果。transientintegrationparameterstintp(瞬態(tài)積分參數)：控制newmark時間積分法特性，默認為采用恒定平均加速度方案。damping：在人多數結構中存在某種形式的阻尼且應在分析中加以考慮，在瞬

45、態(tài)動力學分析中可指定a1pha(質量)阻尼alphad、beta(剛度)阻尼betad和恒定阻尼比dmprat共3種形式的阻尼。非線性選項包括僅當存在非線性特性(塑性，接觸單元和蠕變等)時有用。輸出控制選項如下：printedoutputoutpr：指定輸出文件中包含的結果數據。databaseandresultsfileoutputoutres：控制jobname.rst文件中包含的數據。extrapolationofresultseresx：設置采用將結果復制到節(jié)點處方式，而默認的外插方式得到單元積分點結果。(4)保存當前載荷步設置到載荷步文件中。gui：mainmenusolutionl

46、oadstepoptswritelsfile。命令：lswrite。對載荷/時間關系曲線上的每個拐點重復步驟(3)(4)?？赡苄枰粋€額外的延伸到載荷曲線上最后一個時間外的載荷步，以考察在瞬態(tài)載荷施加后結構的響應。(5)開始求解。gui：mainmenusolutionsolvecurrentls。命令：solve。(6)退出solution。gui：關閉solution菜單。命令：finish。6.查看結果和后處理瞬態(tài)動力學分析的結果被保存到結構分析jobname.rst文件中，可以用post26和postl查看結果。post26要用到結果項頻率對應關系表，即variables(變量)。每個

47、變量都有一個參考號，1號變量內定為頻率。其中主要操作如下：(1)定義變量。gui：mainmenutimehistpostprodefinevariables。，命令：nsol用于定義基本數據(節(jié)點位移)esol用于定義派生數據(單元數據，如應力)rforce用于定義反作用力數據，force(合力，或合力的靜力分量，阻尼分量和慣性力分量)及solu(時間步長，平衡迭代次數和響應頻率等)。(2)繪制變量變化曲線或列出變量值，通過查看整個模型關鍵點處的時間歷程分析結.精品文檔果，即可找到用于進一步的postl后處理的臨界時間點。gui：mainmenutimehistpostprographvar

48、iables。mainmenutimehistpostprolistvariables。mainmenutimehistpostprolistextremes。命令：plvar(繪制變量變化曲線)、plvar及extrem(變量值列表)。使用postl時主要操作如下：(1)從數據文件中讀入模型數據。gui：utilitymenufileresumefrom。命令：resume。(2)讀入需要的結果集，用set命令根據載荷步及子步序號或時間數值指定數據集。gui：mainmenugeneralpostprocreadresultsbytime/freq。命令：set。如果指定時刻沒有可用結果，得

49、到的結果將是和該時刻相距最近的兩個時間點對應結果之間的線性插值。(3)顯示結構的變形狀況，應力及應變等的等值線，或向量的向量圖iplvectl要得到數據的列表表格，使用prnsol、presol或prrsol等。displaydeformedshapegui：mainmenugeneralpostprocplotresultsdeformedshape。命令：pldisp。contourdisplaysgui：mainmenugeneralpostprocplotresultscontourplotnodalsoluorelementsolu。命令：plnsol或plesol，kund參數選擇是否將未變形的形狀疊加到顯示結果中。listreactionforcesandmomentsgui：mainmenugeneralpostproclistresults