ansys動力學(xué)瞬態(tài)分析詳解.doc

1、精品文檔3.1 瞬態(tài)動力學(xué)分析的定義瞬態(tài)動力學(xué)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(jié)構(gòu)的動力學(xué)響應(yīng)的一種方法。可以用瞬態(tài)動力學(xué)分析確定結(jié)構(gòu)在穩(wěn)態(tài)載荷、瞬態(tài)載荷和簡諧載荷的隨意組合作用下的隨時間變化的位移、應(yīng)變、應(yīng)力及力。載荷和時間的相關(guān)性使得慣性力和阻尼作用比較重要。 如果慣性力和阻尼作用不重要，就可以用靜力學(xué)分析代替瞬態(tài)分析。瞬態(tài)動力學(xué)的基本運動方程是：其中：M =質(zhì)量矩陣C =阻尼矩陣K =剛度矩陣 = 節(jié)點加速度向量 = 節(jié)點速度向量u=節(jié)點位移向量在任意給定的時間，這些方程可看作是一系列考慮了慣性力（M ）和阻尼力（ C ）的靜力學(xué)平衡方程。 ANSYS程序使用

2、Newmark時間積分方法在離散的時間點上求解這些方程。 兩個連續(xù)時間點間的時間增量稱為積分時間步長（ integrationtimestep ）。3.2 學(xué)習(xí)瞬態(tài)動力學(xué)的預(yù)備工作瞬態(tài)動力學(xué)分析比靜力學(xué)分析更復(fù)雜，因為按“工程”時間計算，瞬態(tài)動力學(xué)分析通常要占用更多的計算機資源和更多的人力。 可以先做一些預(yù)備工作以理解問題的物理意義，從而節(jié)省大量資源。例如，可以做以下預(yù)備工作：.精品文檔1. 首先分析一個較簡單模型。創(chuàng)建梁、質(zhì)量體和彈簧組成的模型，以最小的代價深入的理解動力學(xué)認(rèn)識， 簡單模型更有利于全面了解所有的動力學(xué)響應(yīng)所需要的。2. 如果分析包括非線性特性，建議首先利用靜力學(xué)分析掌握非線性

3、特性對結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響規(guī)律。在某些場合，動力學(xué)分析中是沒必要包括非線性特性的。3. 掌握結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性。通過做模態(tài)分析計算結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型，了解這些模態(tài)被激活時結(jié)構(gòu)的響應(yīng)狀態(tài)。 同時，固有頻率對計算正確的積分時間步長十分有用。4. 對于非線性問題，考慮將模型的線性部分子結(jié)構(gòu)化以降低分析代價。 中將講述子結(jié)構(gòu)。3.3 三種求解方法瞬態(tài)動力學(xué)分析可采用三種方法：完全（ Full ）法、縮減（ Reduced）法及模態(tài)疊加法。 ANSYS/Professional 產(chǎn)品中只允許用模態(tài)疊加法。在研究如何實現(xiàn)這些方法之前，讓我們先探討一下各種方法的優(yōu)點和缺點。 3.3.1 完全法完全法采用完整的系統(tǒng)矩

4、陣計算瞬態(tài)響應(yīng)（沒有矩陣縮減）。它是三種方法中功能最強的，允許包括各類非線性特性（塑性、大變形、大應(yīng)變等）。注如果并不想包括任何非線性，應(yīng)當(dāng)考慮使用另外兩種方法中的一種。這是因為完全法是三種方法中開銷最大的一種。完全法的優(yōu)點 是：容易使用，不必關(guān)心選擇主自由度或振型。允許各種類型的非線性特性。采用完整矩陣，不涉及質(zhì)量矩陣近似。在一次分析就能得到所有的位移和應(yīng)力。允許施加所有類型的載荷：節(jié)點力、外加的（非零）位移（不建議采用）和單元載荷（壓力和溫度），還允許通過TABLE數(shù)組參數(shù)指定表邊界條件。允許在實體模型上施加的載荷。完全法的主要缺點是它比其它方法開銷大。.精品文檔 3.3.2 模態(tài)疊加法模

5、態(tài)疊加法通過對模態(tài)分析得到的振型（特征值）乘上因子并求和來計算結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。此法是 ANSYS/Professional 程序中唯一可用的瞬態(tài)動力學(xué)分析法。模態(tài)疊加法的優(yōu)點 是：對于許多問題，它比縮減法或完全法更快開銷更?。恢灰B(tài)分析不采用 PowerDynamics方法，通過 LVSCALE 命令將模態(tài)分析中施加的單元載荷引入到瞬態(tài)分析中；允許考慮模態(tài)阻尼（阻尼比作為振型號的函數(shù)）。模態(tài)疊加法的缺點 是：整個瞬態(tài)分析過程中時間步長必須保持恒定，不允許采用自動時間步長；唯一允許的非線性是簡單的點點接觸（間隙條件）；不能施加強制位移（非零）位移。 3.3.3 縮減法縮減法通過采用主自由度及縮減矩

6、陣壓縮問題規(guī)模。在主自由度處的位移被計算出來后， ANSYS可將解擴展到原有的完整自由度集上。（參見“模態(tài)分析”中的“矩陣縮減”部分對縮減過程的詳細(xì)討論。）縮減法的優(yōu)點 是：比完全法快且開銷小?？s減法的缺點 是：初始解只計算主自由度的位移，第二步進行擴展計算，得到完整空間上的位移、應(yīng)力和力；不能施加單元載荷（壓力，溫度等），但允許施加加速度。所有載荷必須加在用戶定義的主自由度上（限制在實體模型上施加載荷）。整個瞬態(tài)分析過程中時間步長必須保持恒定，不允許用自動時間步長。.精品文檔唯一允許的非線性是簡單的點點接觸（間隙條件）。3.4 完全法瞬態(tài)動力學(xué)分析首先，講述完全法瞬態(tài)動力學(xué)分析過程，然后分別

7、介紹模態(tài)疊加法和縮減法與完全法不相同的計算步驟。完全法瞬態(tài)動力分析（在ANSYS/Multiphsics 、ANSYS/Mechauioal及 ANSYS/Structural中可用）由以下步驟組成：1. 建造模型2. 建立初始條件3. 設(shè)置求解控制4. 設(shè)置其他求解選項5. 施加載荷6. 存儲當(dāng)前載荷步的載荷設(shè)置7. 重復(fù)步驟 3-6 定義其他每個載荷步8. 備份數(shù)據(jù)庫9. 開始瞬態(tài)分析10. 退出求解器11. 觀察結(jié)果 3.4.1 建造模 型在這一步中，首先要指定文件名和分析標(biāo)題，然后用 PREP7定義單元類型，單元實常數(shù)，材料性質(zhì)及幾何模型。 這些工作在大多數(shù)分析中是相似的。 詳細(xì)地說明

8、了如何進行這些工作。對于完全法瞬態(tài)動力學(xué)分析，注意下面兩點：可以用線性和非線性單元；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(zhì)量）。材料特性可以是線性的或非線性的、各向同性的或各向異性的、恒定的或和溫度有關(guān)的。.精品文檔劃分合理的網(wǎng)格密度：網(wǎng)格密度應(yīng)當(dāng)密到足以確定感興趣的最高階振型；對應(yīng)力或應(yīng)變感興趣的區(qū)域比只考察位移的區(qū)域的網(wǎng)格密度要細(xì)一些；如果要包含非線性特性，網(wǎng)格密度應(yīng)當(dāng)密到足以捕捉到非線性效應(yīng)。例如，塑性分析要求在較大塑性變形梯度的區(qū)域有合理的積分點密度 （即要求較密的網(wǎng)格）；如果對波傳播效果感興趣（例如，一根棒的末端準(zhǔn)確落地），網(wǎng)格密度應(yīng)當(dāng)密到足以解算

9、出波動效應(yīng)?；緶?zhǔn)則是沿波的傳播方向每一波長至少有 20 個單元。3.4.2建立初始條件在執(zhí)行完全法瞬態(tài)動力學(xué)分析之前，用戶需要正確理解建立初始條件和正確使用載荷步。瞬態(tài)動力學(xué)分析顧名思義包含時間函數(shù)的載荷。為了定義這樣的載荷，用戶需要將載荷時間關(guān)系曲線劃分成合適的載荷步。 載荷時間曲線上的每個“拐角”對應(yīng)一個載荷步，如圖 3.1 所示。圖 3.1 載荷時間關(guān)系曲線第一個載荷步通常被用來建立初始條件，然后為第二和后繼瞬態(tài)載荷步施加載荷并設(shè)置載步選項。 對于每個載荷步， 都要指定載荷值和時間值， 同時指定其它的載荷步選項，如采用階梯加載還是斜坡加載方式施加載荷以及是否使用自動時間步長等。然后，將

10、每個載荷步寫入載荷步文件， 最后一次性求解所有載荷步。施加瞬態(tài)載荷的第一步是建立初始條件（即零時刻時的情況）。瞬態(tài)動力學(xué)分析要求給定兩種初始條件（因為要求解的方程是兩階的）：初始位移（）和初始速度（）。如果沒有進行特意設(shè)置，和都被假定為 0。初始加速.精品文檔度（ ）一般假定為 0，但可以通過在一個小的時間間隔內(nèi)施加合適的加速度載荷來指定非零的初始加速度。下面的段落描述了如何施加不同組合形式的初始條件。3.4.2.1零初始位移和零初始速度這是缺省的初始條件，即如果 = = 0，則不需要指定任何條件。在第一個載荷步中可以加上對應(yīng)于載荷 / 時間關(guān)系曲線的第一個拐角處的載荷。3.4.2.2非零初始

11、位移及 / 或非零初始速度可以用 IC 命令設(shè)置這些初始條件。命令： ICGUI： MainMenuSolution-Loads-ApplyInitialCondit nDefine注意：不要定義矛盾的初始條件。 例如，在某單一自由度處定義了初始速度，則在所有其它自由度處的初始速度將為 0.0 ，潛在地會產(chǎn)生沖突的初始條件。在大多數(shù)情形下要在模型的每個未約束自由度處定義初始條件。如果這些條件對各自由度是不同的，那么就可以較容易地明確指定初始條件，如下所述。關(guān)于 TIMINT 和 IC 命令的說明參見 。.精品文檔3.4.2.3零初始位移和非零初始速度非零速度是通過對結(jié)構(gòu)中需指定速度的部分加上小

12、時間間隔上的小位移來實現(xiàn)的。比如如果 =0.25 ，可以通過在時間間隔 0.004 內(nèi)加上 0.001 的位移來實現(xiàn)，命令流如下：.TIMINT,OFF!TimeintegrationeffectsoffD,ALL,UY,.001! Small UY displ. (assuming Y-direction velocity)TIME,.004!Initialvelocity= 0.001/0.004=0.25LSWRITE!Writeloaddata toloadstepfile(Jobname.S01)DDEL,ALL,UY! RemoveimposeddisplacementsTIMIN

13、T,ON!Timeintegrationeffectson.3.4.2.4非零初始位移和非零初始速度和上面的情形相似， 不過施加的位移是真實數(shù)值而非“小”數(shù)值。比如，若= 1.0且=2.5 ，則應(yīng)當(dāng)在時間間隔 0.4內(nèi)施加一個值為 1.0 的位移：.TIMINT,OFF!TimeintegrationeffectsoffD,ALL,UY,1.0!Initialdisplacement= 1.0TIME,.4!Initialvelocity=1.0/0.4=2.5LSWRITE!Writeloaddatatoloadstepfile(Jobname.S01)DDELE,ALL,UY!Remove

14、 imposeddisplacementsTIMINT,ON!Timeintegrationeffectson.精品文檔3.4.2.5非零初始位移和零初始速度需要用兩個子步 NSUBST,2來實現(xiàn)，所加位移在兩個子步間是階躍變化的 KBC,1 。如果位移不是階躍變化的（或只用一個子步），所加位移將隨時間變化，從而產(chǎn)生非零初速度。 下面的例子演示了如何施加初始條件= 1.0，= 0.0 ：.TIMINT,OFF!TimeintegrationeffectsoffforstaticsolutionD,ALL,UY,1.0!Initialdisplacement= 1.0TIME,.001!Smal

15、ltimeintervalNSUBST,2!TwosubstepsKBC,1!SteppedloadsLSWRITE! Writeloaddatato loadstepfile(Jobname.S01)!transientsolutionTIMINT,ON!Time-integrationeffectson for transientsolutionTIME,.!RealistictimeintervalDDELE,ALL,UY!RemovedisplacementconstraintsKBC,0!Ramped loads(ifappropriate)!Continuewithnormaltr

16、ansientsolutionprocedures. 3.4.2.6 非零初始加速度可以近似地通過在小的時間間隔內(nèi)指定要加的加速度 ACEL實現(xiàn)。例如，施加初始加速度為 9.81 的命令如下：.ACEL,9.81!InitialY-directionacceleration.精品文檔TIME,.001!SmalltimeintervalNSUBST,2!Two substepsKBC,1!SteppedloadsLSWRITE!Writeloaddatatoload stepfile(Jobname.S01)!transientsolutionTIME,.!Realistictimeinter

17、valDDELE,.!Removedisplacementconstraints(ifappropriate)KBC,0!Ramped loads(ifappropriate)!Continuewithnormaltransientsolutionprocedures.參見 中關(guān)于命令 ACEL、TIME、NSUBST、KBC、LSWRITE、DDELE和 KBC的論述。3.4.3設(shè)置求解控制設(shè)置求解控制涉及定義分析類型、分析選項以及載荷步設(shè)置。執(zhí)行完全法瞬態(tài)動力學(xué)分析， 可以使用最新型的求解界面 （稱為求解控制對話框） 進行這些選項的設(shè)置。求解控制對話框提供大多數(shù)結(jié)構(gòu)完全法瞬態(tài)動力分析所需要

18、的缺省設(shè)置，即用戶只需要設(shè)置少量的必要選項。 完全法瞬態(tài)動力分析建議采用求解控制對話框，本章將詳細(xì)進行介紹。如果完全瞬態(tài)動力分析需要初始條件，必須在分析的第一個載荷步進行，然后反復(fù)利用求解控制對話框為后續(xù)荷步設(shè)置載載荷步選項（即重復(fù)求解的 3-6 步）。如果不喜歡使用求解控制對話框（ Main MenuSolution-Analysis Type-Soln Control ），仍然可以沿用標(biāo)準(zhǔn) ANSYS求解命令及其對應(yīng)的菜單路徑（ Main MenuSolutionUnabridged Menuoption）。求解控制對話框一般形式參見 ANSYS基本分析指南的針對確定的結(jié)構(gòu)分析類型選用特定

19、的求解控制。3.4.3.1使用求解控制對話框選擇菜單路徑 MainMenuSolution-AnalysisType-SolnControl ，就彈出求解控制對話框。 下面將詳細(xì)講述求解控制對話框各頁片夾中的選項。想要.精品文檔知道設(shè)置各選項的細(xì)節(jié)，選擇感興趣的頁片夾，然后單擊Help 按鈕。本章還會講述相關(guān)非線性結(jié)構(gòu)分析的一些細(xì)節(jié)問題。3.4.3.2使用頁片夾求解控制對話框包含 5 各頁片夾，各頁片夾中分組設(shè)置控制選項，并將大多數(shù)基本控制選項設(shè)置在第一個頁片夾中 , 其他頁片夾提供更高級的控制選項。通過各頁片夾，輕松達到控制求解過程。打開求解控制對話框，基本頁片夾總是處于激活狀態(tài)，只包含 A

20、NSYS分析所需要設(shè)置的最少選項。 如果基本頁片夾已經(jīng)滿足控制要求， 其他高級選項只有缺省狀態(tài)不符合求解控制才需要進一步進行調(diào)整。一旦單擊任何頁片夾中的 OK按鈕，所有求解控制對話框中選項設(shè)置都定義到 ANSYS數(shù)據(jù)庫中，同時關(guān)閉求解控制對話框?？梢允怯没卷撈瑠A設(shè)置下表中的選項。打開求解控制對話框，選擇 Basic 頁片夾，進行設(shè)置。基本頁片夾選項選項更多信息參見：ANSYS基本分析指南中的定義分析類型和分析設(shè)置指定分析類型ANSYS結(jié)構(gòu)分析指南中 ANTYPE , NLGEOM 的非線性結(jié)構(gòu)分析ANSYS基本分析指南中的重啟動分析ANSYS基本分析指南中控制時間設(shè)置，包括：載荷步終點時間

21、TIME ，自 的跟蹤中的時間作用動時間步長 AUTOTS 以及載荷步內(nèi)的子步數(shù) NSUBST 或 DELTIM ANSYS基本分析指南中的一般選項指定寫入數(shù)據(jù)庫的求解（結(jié)果）數(shù)據(jù)ANSYS基本分析指南中 OUTRES 的輸出控制在瞬態(tài)動力學(xué)中，這些選項的特殊考慮有：1) 當(dāng)設(shè)置 ANTYPE和 NLGEOM時，如果執(zhí)行一個新分析希望忽略大位移效應(yīng)，如大變形、大轉(zhuǎn)角和大應(yīng)變，就選擇小位移瞬態(tài)。如果希望考慮大變形（如彎曲的長細(xì)桿件）或大應(yīng)變（如金屬成型），就選擇大位移瞬態(tài)。如果希望重啟動一個失敗的非線性分析，或者前面完成一個靜態(tài)預(yù)應(yīng)力分析或完全法瞬態(tài)動力分析，而后希望繼續(xù)下面的時間歷程計算，就可

22、以選擇重啟動當(dāng)前分析。.精品文檔2) 當(dāng)設(shè)置 AUTOTS時，記住該載荷步選項（瞬態(tài)動力學(xué)分析中也稱為時間步長優(yōu)化）基于結(jié)構(gòu)的響應(yīng)增大或減小積分時間步長。 對于多數(shù)問題， 建議打開自動時間步長與積分時間步長的上下限。 通過 DELTIM 和 NSUBST指定積分步長上下限，有助于限制時間步長的波動范圍；更多信息參見 Automatic Time Stepping 。缺省值為不打開自動時間步長。3) NSUBST和 DELTIM是載荷步選項，用于指定瞬態(tài)分析積分時間步長。積分時間步長是運動方程時間積分中的時間增量。 時間積分增量可以直接或間接指定（即通過子步數(shù)目）。時間步長的大小決定求解的精度：

23、它的值越小，精度就越高。使用時應(yīng)當(dāng)考慮多種因素， 以便計算出一個好的積分時間步長， 詳情參見積分時間步長章節(jié)。4) 當(dāng)設(shè)置 OUTRES時，記住下面注意事項：在完全法瞬態(tài)動力分析，缺省時只有最后子步（時間點）寫入結(jié)果文件（ Jobname.RST ）為了將所有子步寫入， 需要設(shè)置所有子步的寫入頻率。 同時，缺省時只有 1000 個結(jié)果序列能夠?qū)懭虢Y(jié)果文件。如果超過這個數(shù)目（基于用戶的 OUTRES定義），程序?qū)⒄J(rèn)為出錯終止。使用命令 /CONFIG ,NRES 可以增大限制數(shù)（參見 ANSYS基本分析指南中的內(nèi)存和配置章節(jié)）。 3.4.3.3 使用瞬態(tài)頁片夾利用瞬態(tài)頁片夾設(shè)置其中的 瞬態(tài)動力選

24、項。 有關(guān)設(shè)置這些選項的具體信息，打開求解控制對話框，選擇瞬態(tài)頁片夾，然后單擊 Help 按鈕。瞬態(tài)頁片夾選項選項更多信息參見：指定是否考慮時間積分效應(yīng)ANSYS結(jié)構(gòu)分析指南中“執(zhí)行非線性瞬 TIMINT 態(tài)分析”ANSYS基本分析指南中“突變漸變載指定采用漸變加載還是突變加載方式荷”KBCANSYS基本分析指南中“突變或漸變載荷”指定質(zhì)量和剛度阻尼 ALPHAD ,ANSYS結(jié)構(gòu)分析指南中“阻尼”BETAD 定義積分參數(shù) TINTP ANSYS, Inc.Theory Reference在完全法瞬態(tài)動力學(xué)中，這些選項的特殊考慮 有：1) TIMINT 是動力載荷步選項，用于指定是否打開時間積

25、分效應(yīng) TIMINT 。對于需要考慮慣性和阻尼效益的分析，必須打開時間積分效應(yīng) （否則當(dāng)作靜力進行求解），所以缺省值為打開時間積分效應(yīng)。 進行完靜力分析之后接著進行瞬態(tài)分析時，該選項十分有用；也就是說，前面的載荷步必須關(guān)閉時間積分效應(yīng)。.精品文檔2) ALPHAD (alpha 或 mass，damping) 和 BETAD (beta 或 stiffness ， damping) 是動力載荷步選項， 用于指定阻尼。 大多數(shù)結(jié)構(gòu)中都存在某種形式的阻尼，必須在分析中考慮進來。3) TINTP 是動力載荷步選項，用于指定瞬態(tài)積分參數(shù)。瞬態(tài)積分參數(shù)控制Newmark時間積分技術(shù)，缺省值為采用恒定的平

26、均值加速度積分算法。 3.4.3.4 使用求解選項頁片夾求解選項頁片夾選項用于完全法瞬態(tài)分析的具體設(shè)置完全與結(jié)構(gòu)分析指南靜力分析中一致。詳情參見結(jié)構(gòu)分析中使用求解選項頁片夾。3.4.3.5使用非線性頁片夾非線性頁片夾選項用于完全法瞬態(tài)分析的具體設(shè)置完全與結(jié)構(gòu)分析指南靜力分析中一致。詳情參見結(jié)構(gòu)分析中使用非線性頁片夾。3.4.3.6使用高級非線性頁片夾除弧長法選項外，其他高級非線性頁片夾選項均可以用于完全法瞬態(tài)分析，設(shè)置方法與靜力分析完全一致。詳情參見結(jié)構(gòu)分析中高級非線性頁片夾。3.4.4設(shè)置其他求解選項還有一些選項并不出現(xiàn)在求解控制對話框中，因為他們很少被使用，而且缺省值很少需要進行調(diào)整。 A

27、NSYS提供有相應(yīng)的菜單路徑用于設(shè)置它們。這里提到的許多選項是非線性選項，詳情參見非線性結(jié)構(gòu)分析。 3.4.4.1 應(yīng)力剛化效應(yīng)利用 SSTIF 命令可以讓包括 18X 家族單元在內(nèi)的一些單元包含應(yīng)力剛化效應(yīng)。要確定單元是否具有應(yīng)力剛化效應(yīng)算法， 請參閱 ANSYS單元參考手冊 中單元說明。缺省時，如果 NLGEOM（幾何大變形）設(shè)置為 ON則應(yīng)力剛化效應(yīng)為打開。在一些特殊條件下，應(yīng)當(dāng)關(guān)閉應(yīng)力剛化效應(yīng)：應(yīng)力剛化僅僅用于非線性分析。如果執(zhí)行線性分析 NLGEOM ,OFF，應(yīng)當(dāng)關(guān)閉應(yīng)力剛化效應(yīng)；在分析之前，應(yīng)當(dāng)預(yù)計機構(gòu)不會因為屈曲（分岔，突然穿過）破壞。一般情況下，包含應(yīng)力剛化效應(yīng)能夠加速非線性

28、收斂特性。記住上述要點，在某些特殊計算中出現(xiàn)收斂困難時，可以關(guān)閉應(yīng)力剛化效應(yīng)，例如局部失效。.精品文檔命令： SSTIFGUI： MainMenuSolutionUnabridgedMenuAnalysisOptions 3.4.4.2Newton-Raphson 選項該選項只用于非線性分析，指定求解過程中切線矩陣修正的頻率，允許下列取值： Program-chosen (default) Ful l ModifiedInitialstiffnessFullwithunsymmetricmatrix命令： NROPTGUI： MainMenuSolutionUnabridgedMenuAnal

29、ysisOptions 3.4.4.3 預(yù)應(yīng)力效應(yīng)在分析中可以包含預(yù)應(yīng)力效應(yīng)，需要上一次靜力或瞬態(tài)分析的單元文件，詳情參見有預(yù)應(yīng)力的瞬態(tài)動力分析。命令： PSTRESGUI： MainMenuSolutionUnabridgedMenuAnalysisOptions 3.4.4.4 阻尼選項使用該載荷步選項定義阻尼。大多數(shù)結(jié)構(gòu)中都存在某種形式的阻尼，必須在分析中考慮進來。除在求解控制對話框中設(shè)置 ALPHAD和 BETAD 阻尼外，還可以瞬態(tài)完全法瞬態(tài)動力分析設(shè)置以下阻尼：材料相關(guān) beta 阻尼 MP ,DAMP單元阻尼 ( COMBIN7 等 )利用下面方法定義MP 阻尼：命令： MP ,

30、DAMP.精品文檔GUI： Main MenuSolutionUnabridged Menu-Load Step Opts-OtherChange Mat Props-Temp Dependent-Polynomial 3.4.4.5 質(zhì)量矩陣模式該分析選項用于指定集中質(zhì)量矩陣模式。對于大多數(shù)應(yīng)用，建議采用缺省模式。但是，某些薄壁結(jié)構(gòu)如纖細(xì)梁或薄殼等， 集中質(zhì)量近似模式能夠提供更好的結(jié)果。并且，集中質(zhì)量近似模式耗機時最短，內(nèi)存要求最少。使用方法如下：命令： LUMPMGUI： MainMenuSolutionUnabridgedMenuAnalysisOptions 3.4.4.6 蠕變準(zhǔn)則該

31、非線性載荷步選項對自動時間步長指定蠕變準(zhǔn)則：命令： CRPLIMGUI： Main MenuSolutionUnabridged Menu-Load Step Opts-NonlinearCreep Criterion 3.4.4.7 打印輸出使用該載荷步選項以便讓所有結(jié)果數(shù)據(jù)寫進輸出文件(Jobname.OUT)。命令： OUTPRGUI： Main MenuSolutionUnabridged Menu-Load Step Opts-Output CtrlsSolu Printout注意：多次執(zhí)行 OUTPR命令的適當(dāng)使用是比較嚴(yán)謹(jǐn)做法。詳情參見 ANSYS 基本分析指南中“輸出控制” 。

32、 3.4.4.8 結(jié)果外推使用該載荷步選項可以將單元積分點結(jié)果復(fù)制到節(jié)點，而不是將它們的結(jié)果外推到節(jié)點（缺省方式），用于檢查單元積分點上的結(jié)果。命令： ERESXGUI： MainMenuSolutionUnabridgedMenu-Load StepOpts-OutputCtrlsIntegrationPt3.4.5施加載荷.精品文檔下表總結(jié)了瞬態(tài)動力分析允許施加的載荷。除慣性載荷外，其他載荷可以施加到實體模型（關(guān)鍵點、線和面）或有限元模型（節(jié)點和單元）上。 的 2.3.4 施加載荷對各類載荷有詳細(xì)的介紹。在分析中，可以施加、運算或刪除載荷。 關(guān)于實體模型載荷有限元載荷之間關(guān)系的討論參見第二

33、章載荷。還可以利用一維表 （TABLE類型數(shù)組）來施加隨時間變化的邊界條件， 詳情參見 2.3.4.2.1 使用 TABLE類型數(shù)組參數(shù)施加載荷。瞬態(tài)動力學(xué)分析中可用的載荷載荷類型范疇更多信息參見：Displacement：UX,UYUZ約束ANSYS基本分析指南中“ DOF 約束”ROTX,ROTY,ROTZForce,Moment ：FX,FY,FZ力ANSYS基本分析指南中“力（集中載荷）”MX,MY,MZPressure ： PRES面載荷ANSYS基本分析指南中“表面載荷”Temperature ： TEMP體載荷ANSYS基本分析指南中“體載荷”Fluence ： FLUEGrav

34、ity,Spinning等 慣性載荷ANSYS基本分析指南中“慣性載荷”3.4.6存儲當(dāng)前載荷步的載荷配置如建立初始條件中所述， 需要針對載荷 - 時間曲線的每個拐點進行施加載荷并存儲載荷配置到各自的載荷步文件。 可能需要有一個額外的延伸到載荷曲線上最后一個時間點之外的載荷步，以考察在瞬態(tài)載荷施加后結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。命令： LSWRITEGUI： MainMenuSolutionWriteLSFile 3.4.7 針對每個載荷步重復(fù) 3.4.3 -6定義完全法瞬態(tài)動力分析的其他載荷步，只要重復(fù) 3.4.3 -6 步驟，即重新設(shè)置必須的求解控制和選項、 施加載荷和將載荷配置寫進文件。 對于每個載荷步，

35、能夠設(shè)置下列選項： TIMINT , TINTP , ALPHAD, BETAD, MP,DAMP, TIME , KBC,.精品文檔NSUBST, DELTIM, AUTOTS, NEQIT, CNVTOL, PRED, LNSRCH, CRPLIM, NCNV, CUTCONTROL , OUTPR , OUTRES , ERESX ,and RESCONTROL。載荷步文件舉例如下：TIME,.!Timeattheendof1sttransientloadstepLoads.!LoadvaluesatabovetimeKBC,.!SteppedorrampedloadsLSWRITE!W

36、riteloaddatatoloadstepfileTIME,.!Timeattheendof2ndtransientloadstepLoads.!LoadvaluesatabovetimeKBC,.!SteppedorrampedloadsLSWRITE!WriteloaddatatoloadstepfileTIME,.!Timeattheendof3rdtransientloadstepLoads.!LoadvaluesatabovetimeKBC,.!SteppedorrampedloadsLSWRITE!Writeloaddatatoloadstepfile3.4.8存儲數(shù)據(jù)庫備份文件

37、將數(shù)據(jù)庫保存到備份文件。 這樣在重新進入 ANSYS程序后用命令 RESUME便可恢復(fù)以前的模型。命令： SAVEGUI： UtilityMenuFileSaveas3.4.9開始瞬態(tài)求解使用下列其中一種方法進行求解：.精品文檔命令： LSSOLVEGUI：MainMenuSolution-Solve-FromLSFiles其它的生成和求解多步載荷的方法（ array parameter 法和 multiple SOLVE法）詳情參見 的 3.14 求解多載荷步。 3.4.10 退出求解器使用下列其中一種方法退出求解器：命令： FINISHGUI：關(guān)閉 Solution菜單 3.4.11 觀察

38、結(jié)果瞬態(tài)動力學(xué)分析生成的結(jié)果保存在結(jié)構(gòu)分析結(jié)果文件 Jobname.RST中，所有數(shù)據(jù)都是時間的函數(shù)。包含下列數(shù)據(jù)：1. 基本數(shù)據(jù)：節(jié)點位移（ UX,UY,UZ,ROTX,ROTY,ROTZ）2. 派生數(shù)據(jù)：節(jié)點和單元應(yīng)力節(jié)點和單元應(yīng)變單元力節(jié)點反力等等 3.4.11.1 后處理 器可以用時間歷程后處理器POST26或者通用后處理器POST1來觀察這些結(jié)果。POST26用于觀察模型中指定點處隨時間變化的結(jié)果。POST1用于觀察指定時間點整個模型的結(jié)果。.精品文檔下面將描述在瞬態(tài)動力學(xué)分析中常用的一些后處理操作。關(guān)于所有后處理功能的詳細(xì)描述參見 的 4.1 。 3.4.11.2 注意要點用 PO

39、ST1或 POST26觀察結(jié)果時，數(shù)據(jù)庫中必須包含與求解模型相同的模型（必要時用 RESUME命令）。必須存在有效的結(jié)果文件Jobname.RST。 3.4.11.3 使用 POST26POST26要用到結(jié)果項時間關(guān)系表，即 variables （變量）。每一個變量都有一個參考號， 1 號變量被內(nèi)定為時間。1. 定義變量命令： NSOL（基本數(shù)據(jù)即節(jié)點位移）ESOL（派生數(shù)據(jù)即單元解數(shù)據(jù)，如應(yīng)力）RFORCE（反作用力數(shù)據(jù)）FORCE（合力，或合力的靜力分量，阻尼分量，慣性力分量）SOLU（時間步長，平衡迭代次數(shù)，響應(yīng)頻率，等）。GUI： MainMenuTimeHistPostproDefi

40、neVariables注 在縮減法或模態(tài)疊加法中，用命令FORCE只能得到靜力。2. 繪制變量曲線或列出變量值。通過觀察完整模型關(guān)心點的時間歷程結(jié)果，就可以確定需要用 POST1后處理器進一步處理的臨界時間點。命令：PLVAR（繪制變量變化曲線）PLVAR,EXTREM（變量值列表）GUI：MainMenuTimeHistPostproGraphVariablesMainMenuTimeHistPostproListVariablesMainMenuTimeHistPostproListExtremes.精品文檔在 POST26中還可以使用許多其它后處理功能， 如在變量間進行數(shù)學(xué)運算 （復(fù)數(shù)運

41、算），將變量值傳遞給數(shù)組元素，將數(shù)組元素值傳遞給變量等。詳情參見的第六章時間歷程后處理器（ POST26）。 3.4.11.4 使用 POST11. 從數(shù)據(jù)庫文件中讀入模型數(shù)據(jù)。命令： RESUMEGUI： UtilityMenuFileResume from2. 讀入需要的結(jié)果集。用 SET命令根據(jù)載荷步及子步序號或根據(jù)時間數(shù)值指定數(shù)據(jù)集。命令： SETGUI： MainMenuGeneralPostproc-ReadResults-ByTime/Freq3. 執(zhí)行必要的 POST1操作。在瞬態(tài)動力分析中典型的 POST1操作與靜力分析中完全一致。詳情參見 2.3.6.4 典型的后處理操作。

42、注 如果指定的時刻沒有可用結(jié)果， 得到的結(jié)果將是和該時刻相距最近的兩個時間點對應(yīng)結(jié)果之間的線性插值。3.4.12完全法瞬態(tài)分析的典型命令流下面給出的是可以概括用完全法進行瞬態(tài)動力學(xué)分析的過程的輸入命令流：!BuildtheModel/FILNAM,.!Jobname/TITLE,.!Title/PREP7!EnterPREP7-!Generatemodel-FINISH.精品文檔!ApplyLoadsandObtainthe Solution/SOLU!EnterSOLUTIONANTYPE,TRANS! TransientanalysisTRNOPT,FULL! FullmethodD,.!

43、ConstraintsF,.!LoadsSF,.ALPHAD,.!MassdampingBETAD,.!StiffnessdampingKBC,.!Ramped orsteppedloadsTIME,.!TimeatendofloadstepAUTOTS,ON! AutotimesteppingDELTIM,.!TimestepsizeOUTRES,.! ResultsfiledataoptionsLSWRITE!Writefirstloadstep-!Loads,time,etc.for2ndloadstep-LSWRITE! Write2ndloadstepSAVELSSOLVE,1,2!

44、InitiatemultipleloadstepsolutionFINISH!ReviewtheResults.精品文檔/POST26SOLU,.!StoresolutionsummarydataNSOL,.!StorenodalresultasavariableESOL,!StoreelementresultasavariableRFORCE,.!Store reactionasavariablePLVAR,.!PlotvariablesPRVAR,.!ListvariablesFINISH/POST1SET,.!ReaddesiredsetofresultsintodatabasePLDISP,.!DeformedshapePRRSOL,.!ReactionloadsPLNSOL,.!ContourplotofnodalresultsPRERR! Globalpercenterror(a measure ofmesh adequacy)-!Otherpostprocessingasdesired-FINISH參見 中的討論： ANTYPE , TRNOPT , ALPHAD , BETAD, KBC, TIME , AUTOTS, DELTIM, OUTRES, LSWRITE, LSSOLVE, SOLU,