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1、动力学瞬态动力分析动力学瞬态动力分析第1页，共51页，编辑于2022年，星期五第第4章：瞬态动力分析章：瞬态动力分析第一节：瞬态动力分析的定义和目的第一节：瞬态动力分析的定义和目的第二节：瞬态分析状态的基本术语和概念第二节：瞬态分析状态的基本术语和概念第三节：在第三节：在ANSYS中如何进行瞬态分析中如何进行瞬态分析第四节：瞬态分析实例第四节：瞬态分析实例第2页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析瞬态分析第一节：定义和目的第一节：定义和目的什么是瞬态动力分析什么是瞬态动力分析?它是确定随时间变化载荷（例如爆炸）作用下结构响应的技术；它是确定随时间变化载荷（例如爆炸）作用下结构响应的技术
2、；输入数据：输入数据：作为时间函数的载荷作为时间函数的载荷输出数据：输出数据：随时间变化的位移和其它的导出量，如：应力和应变。随时间变化的位移和其它的导出量，如：应力和应变。第3页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析瞬态分析定义和目的（接上页）定义和目的（接上页）瞬态动力分析可以应用在以下设计中：瞬态动力分析可以应用在以下设计中：承受各种冲击载荷的结构，如：汽车中的门和缓冲器、建筑框架承受各种冲击载荷的结构，如：汽车中的门和缓冲器、建筑框架以及悬挂系统等；以及悬挂系统等；承受各种随时间变化载荷的结构，如：桥梁、地面移动装置以及承受各种随时间变化载荷的结构，如：桥梁、地面移动装置以及其它
3、机器部件；其它机器部件；承受撞击和颠簸的家庭和办公设备，如：移动电话、笔记本电脑和承受撞击和颠簸的家庭和办公设备，如：移动电话、笔记本电脑和真空吸尘器等。真空吸尘器等。第4页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析第二节：术语和概念第二节：术语和概念包括的主题如下：包括的主题如下：运动方程运动方程求解方法求解方法积分时间步长积分时间步长第5页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析 术语和概念术语和概念术语和概念术语和概念运动方程运动方程用于瞬态动力分析的运动方程和通用运动方程相同；用于瞬态动力分析的运动方程和通用运动方程相同；这是瞬态分
4、析的最一般形式，载荷可为时间的任意函数；这是瞬态分析的最一般形式，载荷可为时间的任意函数；按照求解方法，按照求解方法，ANSYS 允许在瞬态动力分析中包括各种类型的非允许在瞬态动力分析中包括各种类型的非线性线性-大变形、接触、塑性等等。大变形、接触、塑性等等。第6页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析-术语和概念术语和概念术语和概念术语和概念求解方法求解方法求解运动方程求解运动方程直接积分法直接积分法模态叠加法模态叠加法隐式积分隐式积分显式积分显式积分完整矩阵法完整矩阵法缩减矩阵法缩减矩阵法完整矩阵法完整矩阵法缩减矩阵法缩减矩阵法第7页，共51页，编辑于2022
5、年，星期五瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析 术语和概念术语和概念术语和概念术语和概念求解方法求解方法（接上页）（接上页）运动方程的两种求解法：运动方程的两种求解法：模态叠加法（在后面讨论）模态叠加法（在后面讨论）直接积分法：直接积分法：运动方程可以直接对时间按步积分。在每个时间点运动方程可以直接对时间按步积分。在每个时间点(time=0,D Dt,2D Dt,3D Dt,.)，需求解一组联立的静态平衡方程（，需求解一组联立的静态平衡方程（F=ma）；）；关于位移、速度和加速度随时间是如何变化，作了假设（积分方法）；关于位移、速度和加速度随时间是如何变化，作了假设（积分方法）；理论上有不同的积分
6、方法：比如理论上有不同的积分方法：比如Central difference,Average acceleration,Houbolt,WilsonQ Q,Newmark 等。等。第8页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析 术语和概念术语和概念术语和概念术语和概念求解方法求解方法（接上页）（接上页）直接积分法（接上页）：直接积分法（接上页）：ANSYS提供了两种积分方案提供了两种积分方案Newmark 和和 HHT，Newmark为缺省的积分方法为缺省的积分方法:不同的不同的a a 和和 d d 值将导致积分方法的变化（显式值将导致积分方法的变化（显式/隐式隐式/
7、平均加速度）。平均加速度）。Newmark是一种隐式方法。是一种隐式方法。ANSYS/LS-DYNA使用显式方法。显式和隐式前面已作讨论。使用显式方法。显式和隐式前面已作讨论。第9页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析-术语和概念术语和概念术语和概念术语和概念求解方法（接上页）求解方法（接上页）求解时即可用缩减结构矩阵，也可用完整结构矩阵；求解时即可用缩减结构矩阵，也可用完整结构矩阵；缩减矩阵：缩减矩阵：用于快速求解；用于快速求解；不允许非线性（除间隙外）；不允许非线性（除间隙外）；根据主自由度写出根据主自由度写出K，C，M等矩阵，主自由度是完全自由等矩阵，主自
8、由度是完全自由度的子集；度的子集；缩减的缩减的 K 是精确的，但缩减的是精确的，但缩减的 C 和和 M 是近似的。此外，还是近似的。此外，还有其它的一些缺陷，但不在此讨论。有其它的一些缺陷，但不在此讨论。完整矩阵：完整矩阵：不进行缩减。不进行缩减。采用完整的采用完整的K，C，和和 M矩阵；矩阵；允许非线性特性允许非线性特性;在本手册中的全部讨论都是基于此种方法。在本手册中的全部讨论都是基于此种方法。第10页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析-术语和概念术语和概念术语和概念术语和概念积分时间步长积分时间步长积分时间步长（亦称为积分时间步长（亦称为ITS 或或 D
9、 Dt）是时间积分法中的一个重要概）是时间积分法中的一个重要概念念ITS=从一个时间点到另一个时间点的时间增量从一个时间点到另一个时间点的时间增量 D Dt；积分时间步长决定求解的精确度，因而其数值应仔细选取积分时间步长决定求解的精确度，因而其数值应仔细选取;瞬态分析中，对于缩减法和模态叠加法，瞬态分析中，对于缩减法和模态叠加法，ITS是一个常数；是一个常数；瞬态分析中，对于完全法，在使用者定义的范围（以后讨论）内，瞬态分析中，对于完全法，在使用者定义的范围（以后讨论）内，ANSYS能够自动调能够自动调节时间步长。节时间步长。ITS 应足够小以获取下列数据：应足够小以获取下列数据：响应频率响应
10、频率接触频率（如果存在的话）接触频率（如果存在的话）波传播效应（如果存在的话）波传播效应（如果存在的话）非线性响应（塑性、蠕变及接触状态）非线性响应（塑性、蠕变及接触状态）第11页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析-术语和概念术语和概念术语和概念术语和概念积分时间步长（接上页）积分时间步长（接上页）响应频率响应频率不同类型载荷会在结构中激发不同的自然频率不同类型载荷会在结构中激发不同的自然频率（响应频率响应频率）；响应频率是载荷引起全部频率的加权频率；响应频率是载荷引起全部频率的加权频率；ITS应足够小以获取所关心的最高响应频率应足够小以获取所关心的最高响应频
11、率（最最低响应周期低响应周期）；每个循环中有每个循环中有20个时间点应是足够的，即：个时间点应是足够的，即：D Dt=1/20 f式中式中，f 是所关心的最高响应频率。是所关心的最高响应频率。求解时，完全法给出响应频率和在每个周期的每求解时，完全法给出响应频率和在每个周期的每个时间点的编号；个时间点的编号；目的是保持每个周期目的是保持每个周期20个点；个点；ANSYS自动增加和减少自动增加和减少ITS来保证每个周期默认来保证每个周期默认有有20个点。个点。响应周期第12页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析-术语和概念术语和概念术语和概念术语和概念积分时间步长（
12、接上页）积分时间步长（接上页）接触频率接触频率当两个物体发生接触，间隙或接触表面通当两个物体发生接触，间隙或接触表面通常用刚度（间隙刚度）来描述；常用刚度（间隙刚度）来描述；ITS应足够小以获取间隙应足够小以获取间隙“弹簧弹簧”频率；频率；建议每个循环三十个点，这才足以获取在两建议每个循环三十个点，这才足以获取在两物体间的动量传递，比此更小的物体间的动量传递，比此更小的ITS 会造成能会造成能量损失，并且冲击可能不是完全弹性的。量损失，并且冲击可能不是完全弹性的。求解过程中，将给出响应频率和接触频率。求解过程中，将给出响应频率和接触频率。第13页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析瞬态
13、分析瞬态分析瞬态分析-术语和概念术语和概念术语和概念术语和概念积分时间步长（接上页）积分时间步长（接上页）波传播波传播由冲击引起。在细长结构中更为显著由冲击引起。在细长结构中更为显著（如下落时以一端着地的细棒）（如下落时以一端着地的细棒）需要很小的需要很小的ITS，并且在沿波传播的，并且在沿波传播的方向需要精细的网格划分方向需要精细的网格划分显式积分法（在显式积分法（在ANSYS-LS/DYNA采用）可能对此更为适用采用）可能对此更为适用第14页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析-术语和概念术语和概念术语和概念术语和概念积分时间步长（接上页）积分时间步长（接上
14、页）非线性响应非线性响应完全法的瞬态分析能够包含各种非线性特性；完全法的瞬态分析能够包含各种非线性特性；非线性特性可以归纳为非线性特性可以归纳为3种类型；种类型；-材料非线性（塑性、蠕变、超弹性材料非线性（塑性、蠕变、超弹性）;-几何非线性（大应力、大转角、屈曲）；几何非线性（大应力、大转角、屈曲）；-单元非线性（接触、缆绳）。单元非线性（接触、缆绳）。在每个时间点，非线性要求迭代求解；在每个时间点，非线性要求迭代求解；这些迭代被称为平衡迭代；这些迭代被称为平衡迭代；一般小的一般小的ITS有助于快速收敛；有助于快速收敛；塑性、蠕变和摩擦非线性本质上是非保守的。这些非线性要求精度的加塑性、蠕变和
15、摩擦非线性本质上是非保守的。这些非线性要求精度的加载历程。小的载历程。小的ITS有助于精度描述加载历程；有助于精度描述加载历程；捕捉接触状态也要求小的捕捉接触状态也要求小的ITS;实例实例：球撞击平板的例子球撞击平板的例子:-在大的在大的D Dt时，球穿透平板时，球穿透平板 -如果球穿透过多（超过球半径），接触将探测不到如果球穿透过多（超过球半径），接触将探测不到At time=tAt time=t+Dt第15页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析-术语和概念术语和概念术语和概念术语和概念积分时间步长（接上页）积分时间步长（接上页）如何选择一个好的如何选择一个好
16、的ITS呢？呢？ANSYS推荐的办法是激活自动时间步长（推荐的办法是激活自动时间步长（AUTOTS），然后提供），然后提供D Dtinitial,D Dtmin 和和 D Dtmax。ANSYS用自动时间步长算法决定最优的用自动时间步长算法决定最优的D Dt值。值。例如例如：如果：如果AUTOTS开始时是开始时是D Dtinitial=1 秒，秒，D Dtmin=0.01 秒秒,并且并且 D Dtmax=10 秒秒;ANSYS开始计算时开始计算时ITS=1秒，并且允许秒，并且允许ITS的值在的值在0.01和和10之间变化。之间变化。完全瞬态分析时，完全瞬态分析时，AUTOTS默认为打开。缩减法
17、和模态叠加法时，不允许使用默认为打开。缩减法和模态叠加法时，不允许使用AUTOTSAUTOTS在下列情况下将减少在下列情况下将减少ITS（不小于（不小于D Dtmin）:-在响应频率少于在响应频率少于20个点时个点时-求解不收敛求解不收敛-求解很大数目的平衡方程（收敛缓慢）求解很大数目的平衡方程（收敛缓慢）-在一个时间步内塑性应变累计超过在一个时间步内塑性应变累计超过15%-蠕变率超过蠕变率超过0.1-如果接触状态将改变（大部分的接触单元的如果接触状态将改变（大部分的接触单元的KEYOPT(7)来控制）来控制）第16页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析第三节：
18、步骤第三节：步骤在此节中只讨论完整矩阵在此节中只讨论完整矩阵五个主要步骤：五个主要步骤：建模建模选择分析类型和选项选择分析类型和选项规定边界条件和初始条件规定边界条件和初始条件施加时间历程载荷并求解施加时间历程载荷并求解查看结果查看结果第17页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤建建 模模模型模型允许所有各种非线性允许所有各种非线性记住要输入密度！记住要输入密度！其余参见第一章建模所要考虑的问题其余参见第一章建模所要考虑的问题第18页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤选择分析类型和选项选择分析类型
19、和选项建模建模选择分析类型和选项：选择分析类型和选项：进入求解器并选择瞬态分析进入求解器并选择瞬态分析选择完全瞬态求解选择完全瞬态求解求解方法和其它选项求解方法和其它选项-将在下面讨论将在下面讨论阻尼阻尼 将在下面讨论将在下面讨论第19页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤选择分析类型和选项（接上页）选择分析类型和选项（接上页）求解方法和其它选项求解方法和其它选项选择大位移或小位移分析方法选择大位移或小位移分析方法不确定时选择大位移瞬态分析法不确定时选择大位移瞬态分析法指定加载步结束时的时间指定加载步结束时的时间自动时间步长（后面讨论）自动时间步
20、长（后面讨论）指定初始时当前载荷步最小和最大值指定初始时当前载荷步最小和最大值D Dt指定输出控制（后面讨论）指定输出控制（后面讨论）第20页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤选择分析类型和选项（接上页）选择分析类型和选项（接上页）自动时间步长自动时间步长在瞬态分析时自动计算合适的在瞬态分析时自动计算合适的ITS建议选中该选项，并且指定最小和最大的建议选中该选项，并且指定最小和最大的ITS值值如果有非线性，选中如果有非线性，选中“Program Chose”选项选项第21页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤
21、瞬态分析步骤选择分析类型和选项（接上页）选择分析类型和选项（接上页）输出控制输出控制用来决定结果文件中写进哪些计算结果用来决定结果文件中写进哪些计算结果使用使用OUTRES命令或主菜单选择命令或主菜单选择Solution Soln Control.Basic 典型的选择是将每个子步的所有结果都写入结果文件典型的选择是将每个子步的所有结果都写入结果文件允许拟合计算结果随时间的曲线图允许拟合计算结果随时间的曲线图可能导致结果文件过大可能导致结果文件过大第22页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤选择分析类型和选项（接上页）选择分析类型和选项（接上页）
22、打开打开/关闭瞬态效果关闭瞬态效果对设置初始条件有作用（后面讨论）对设置初始条件有作用（后面讨论）斜坡载荷或阶梯载荷斜坡载荷或阶梯载荷 指定阻尼（后面讨论）指定阻尼（后面讨论）时间积分参数使用缺省值时间积分参数使用缺省值第23页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤选择分析类型和选项（接上页）选择分析类型和选项（接上页）阻尼阻尼 和和b b阻尼均可用；阻尼均可用；在大多数情况下，忽略在大多数情况下，忽略阻尼（粘性阻尼），仅规定阻尼（粘性阻尼），仅规定b b阻尼（由滞后造成的阻尼（由滞后造成的阻尼）：阻尼）：b b=2/w w式中式中 为阻尼比，为阻
23、尼比，w w 为主要响应频率为主要响应频率（rad/sec）。）。材料阻尼（如橡胶）和单元阻尼（如振荡器）都可以使用材料阻尼（如橡胶）和单元阻尼（如振荡器）都可以使用第24页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤选择分析类型和选项（接上页）选择分析类型和选项（接上页）选择求解器选择求解器 ANSYS默认选择默认选择Sparse求解器求解器；对于较大问题（自由度个数大于对于较大问题（自由度个数大于100000）使用）使用PCG求解器求解器第25页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤规定边界条件和初始条件
24、规定边界条件和初始条件建模建模选择分析类型和选项选择分析类型和选项规定边界条件和初始条件规定边界条件和初始条件在这种情况下边界条件为载荷或在整个在这种情况下边界条件为载荷或在整个瞬态过程中一直为常数的条件，例如：瞬态过程中一直为常数的条件，例如：固定点（约束）固定点（约束）对称条件对称条件重力重力初始条件将在下面讨论初始条件将在下面讨论第26页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤规定边界条件和初始条件（接上页）规定边界条件和初始条件（接上页）初始条件初始条件瞬态分析需要指定初始位移瞬态分析需要指定初始位移u0和初始速度和初始速度v0它们的缺省值为
25、，它们的缺省值为，u0=v0=a0=0 可能要求非零初始条件的实例：可能要求非零初始条件的实例：飞机着陆飞机着陆(v0 0)高尔夫球棒击球高尔夫球棒击球(v0 0)物体跌落试验物体跌落试验(a0 0)第27页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤规定边界条件和初始条件（接上页）规定边界条件和初始条件（接上页）施加初始条件的两种方法：施加初始条件的两种方法：以静载荷步开始以静载荷步开始当只需在模型的一部分上施加初始条件时，例如，用强加的位移将悬当只需在模型的一部分上施加初始条件时，例如，用强加的位移将悬臂梁的自由端从平衡位置臂梁的自由端从平衡位置“拨
26、拨”开时，这种方法是有用的；开时，这种方法是有用的；(u0 已知已知,v0=0)用于需要施加非零初始加速度时。用于需要施加非零初始加速度时。使用使用IC 命令命令Solution Define Loads Apply Initial Conditn Define当需在整个物体上施加非零初始位移或速度时当需在整个物体上施加非零初始位移或速度时IC 命令法是有用的。命令法是有用的。第28页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤施加时间施加时间-历程载荷并求解历程载荷并求解建模建模选择分析类型和选项选择分析类型和选项规定边界条件和初始条件规定边界条件和初
27、始条件施加时间施加时间-历程载荷和求解历程载荷和求解时间时间-历程载荷是随时间变化的载荷历程载荷是随时间变化的载荷这类载荷有三种施加方法：这类载荷有三种施加方法：函数工具函数工具列表输入法列表输入法多载荷步施加法多载荷步施加法LoadtLoadtLoadt第29页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤施加时间施加时间-历程载荷并求解（接上页）历程载荷并求解（接上页）函数工具函数工具允许施加复杂的边界条件。为了进入函数编辑器，选择：允许施加复杂的边界条件。为了进入函数编辑器，选择：Solution Define Loads Apply Functio
28、ns Define/Edit建议：如果边界条件可以直接用列表输入法（后面介绍）表示就不要使用建议：如果边界条件可以直接用列表输入法（后面介绍）表示就不要使用函数工具。函数工具。第30页，共51页，编辑于2022年，星期五0.5Forcet瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤施加时间施加时间-历程载荷并求解（接上页）历程载荷并求解（接上页）列表输入法列表输入法允许定义载荷随时间变化的表（用数组参数）并采用此表作为载荷；允许定义载荷随时间变化的表（用数组参数）并采用此表作为载荷；尤其是在同时有几种不同的载荷，而每种载荷又都有它自己的时间历程时很方便；尤其是在同时有几种不同的载荷，而每种
29、载荷又都有它自己的时间历程时很方便；例如，要施加下图所示的力随时间变化曲线：例如，要施加下图所示的力随时间变化曲线：1.选择选择 Solution Define Loads Apply Structural Force/Moment On Nodes，然后拾取所需节点，然后拾取所需节点22.5101.01.5第31页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤施加时间施加时间-历程载荷并求解（接上页）历程载荷并求解（接上页）2.选择力方向和选择力方向和“New table”，然后然后OK；3.输入表名和行数（时间点的数量），然后输入表名和行数（时间点的数
30、量），然后OK；4.填入时间和载荷值，然后填入时间和载荷值，然后File Apply/Quit；第32页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤施加时间施加时间-历程载荷并求解（接上页）历程载荷并求解（接上页）5.规定终止时间和积分时间步长规定终止时间和积分时间步长Solution Load Step Opts Time/Frequenc Time-Time Step不必指定载荷的分步或线性条件，这已包含在载荷曲线中不必指定载荷的分步或线性条件，这已包含在载荷曲线中6.激活自动时间步，规定输出控制，然后求解（稍后讨论）。激活自动时间步，规定输出控制，
31、然后求解（稍后讨论）。典型命令典型命令:TIME，!终点时间终点时间DELTIM，0.002，0.001，0.1!起始起始,最小和最大最小和最大 ITSAUTOTS，ONOUTRES，SOLVE第33页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤施加时间施加时间-历程载荷并求解（接上页）历程载荷并求解（接上页）多载荷步法多载荷步法允许在单个的载荷步中施加载荷允许在单个的载荷步中施加载荷时间曲线中的部分载荷；时间曲线中的部分载荷；不必用数组参数，只需施加每段载荷并且求解该载荷步或者将其写入不必用数组参数，只需施加每段载荷并且求解该载荷步或者将其写入一个载荷
32、步文件中一个载荷步文件中(LSWRITE)。第34页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤施加时间施加时间-历程载荷并求解（接上页）历程载荷并求解（接上页）实例，施加前面所述的力随时间变化曲线：实例，施加前面所述的力随时间变化曲线：1.对施加方法作出计划，这种情况需用三个载对施加方法作出计划，这种情况需用三个载荷步：一个为递增线性载荷，一个为递减线荷步：一个为递增线性载荷，一个为递减线性载荷，另一个为阶梯式的除去载荷；性载荷，另一个为阶梯式的除去载荷；Forcet22.5100.51.01.52.定义载荷步定义载荷步 1：在要求的节点上施加在要求的
33、节点上施加22.5单位的力；单位的力；规定施加此力的终止时间规定施加此力的终止时间(0.5)，指出时间步长和线性载荷；，指出时间步长和线性载荷；激活自动时间步功能激活自动时间步功能*，规定输出控制，规定输出控制*，或者进行求解，或将此载荷步写或者进行求解，或将此载荷步写入载荷步文件中。入载荷步文件中。*将在后面讨论将在后面讨论多载荷步法（接上页多载荷步法（接上页）第35页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤施加时间施加时间-历程载荷并求解命令（接上页）历程载荷并求解命令（接上页）!Load step 1F，!在指定的节点上定义力在指定的节点上定义
34、力22.5TIME，0.5 !终点时间终点时间DELTIM，!积分时间步长积分时间步长KBC，0 !斜坡载荷斜坡载荷AUTOTS，ONOUTRES，SOLVE !或或LSWRITE第36页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤施加时间施加时间-历程载荷并求解（接上页）历程载荷并求解（接上页）3.定义载荷步定义载荷步2：改变力值为改变力值为10.0；规定终止时间规定终止时间(1.0)。不必重新指定积分时间步长或线性载荷。不必重新指定积分时间步长或线性载荷条件；条件；求解或将此载荷步写入载荷步文件中。求解或将此载荷步写入载荷步文件中。4.定义载荷步定义
35、载荷步3：删除力或将其值设置为零；删除力或将其值设置为零；规定终止时间规定终止时间(1.5)并分步加载；并分步加载；求解或将此载荷步写入载荷步文件中。求解或将此载荷步写入载荷步文件中。第37页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤施加时间施加时间-历程载荷并求解命令（接上页）历程载荷并求解命令（接上页）!载荷步载荷步 2F，!在指定的节点上定义力在指定的节点上定义力10.0 TIME，1.0!终点时间终点时间SOLVE!或或 LSWRITE!载荷步载荷步 3FDELE，!删除力删除力TIME，1.5!终点时间终点时间KBC，1!阶梯载荷阶梯载荷SO
36、LVE!或或LSWRITE第38页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤施加时间施加时间-历程载荷并求解（接上页）历程载荷并求解（接上页）自动时间步长自动时间步长采用一种算法自动计算瞬态分析过程中合适的采用一种算法自动计算瞬态分析过程中合适的ITS大小大小建议激活自动时间步长功能，并规定建议激活自动时间步长功能，并规定ITS的最小和最大值的最小和最大值如果存在非线性，采用如果存在非线性，采用“程序选择程序选择”选项选项注意注意:在在ANSYS 中，总体求解器控制开关中，总体求解器控制开关SOLCONTROL的缺省状态的缺省状态为开，为开，建议保留这
37、一状态，更为重要的是，不要在载荷步之间打开建议保留这一状态，更为重要的是，不要在载荷步之间打开或关闭此开关或关闭此开关第39页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤施加时间施加时间-历程载荷并求解（接上页）历程载荷并求解（接上页）输出控制输出控制用于确定写入结果文件的内容用于确定写入结果文件的内容用用OUTRES 命令或选择在主菜单中命令或选择在主菜单中Solution Output Ctrls DB/Results File.典型的选择是对每个子步将全部项目写入结果文件中。这样做的结果是：典型的选择是对每个子步将全部项目写入结果文件中。这样做的结
38、果是：可以画出结果随时间变化的平滑曲线可以画出结果随时间变化的平滑曲线可能造成结果文件过大可能造成结果文件过大典型命令典型命令:OUTRES，ALL，ALL第40页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤施加时间施加时间-历程载荷并求解（接上页）历程载荷并求解（接上页）求解求解采用采用 SOLVE 命令（或者，如果已写成了结果文命令（或者，如果已写成了结果文件，则采用件，则采用 LSSOLVE）在每个时间子步，在每个时间子步，ANSYS 按照载荷按照载荷-时间曲线计时间曲线计算载荷值算载荷值典型命令典型命令:SOLVE!或或 LSSOLVEFINIS
39、H第41页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析结果瞬态分析结果瞬态分析结果瞬态分析结果察看结果察看结果建模建模选择分析类型和选项选择分析类型和选项指定边界和初始条件指定边界和初始条件施加时间施加时间-历程载荷并求解历程载荷并求解察看结果察看结果由三步构成：由三步构成：绘制结构中某些特殊点的结果绘制结构中某些特殊点的结果-时间曲线时间曲线确定临界时间点确定临界时间点察看在这些临界时间点处整个结构上的结果察看在这些临界时间点处整个结构上的结果采用 POST26，时间-历程后处理器采用 POST1，通用后处理器第42页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析结果瞬态分析结果瞬态分析结果瞬
40、态分析结果察看结果察看结果-POST26绘制结果绘制结果-时间曲线：时间曲线：首先定义首先定义 POST26 的变量的变量节点或单元数据列表节点或单元数据列表用一个用一个 2的编号来识别的编号来识别变量变量 1 含有各时间点，并且是预见定义了的含有各时间点，并且是预见定义了的第43页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析结果瞬态分析结果瞬态分析结果瞬态分析结果察看结果察看结果-POST26（接上页）（接上页）定义变量定义变量（接上页）（接上页）拾取那些变形最大的节点，然后选择自由度的方向拾取那些变形最大的节点，然后选择自由度的方向更新变量定义表更新变量定义表第44页，共51页，编辑于20
41、22年，星期五瞬态分析结果瞬态分析结果瞬态分析结果瞬态分析结果察看结果察看结果-POST26（接上页）（接上页）变量一旦已定义，就可以对它们绘变量一旦已定义，就可以对它们绘图或列表图或列表A Graphed Response in the Time Domain第45页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析结果瞬态分析结果瞬态分析结果瞬态分析结果察看结果察看结果-POST26（接上页）（接上页）确定临界点确定临界点采用各种极值列表（采用各种极值列表（List Extremes）菜单）菜单记下发生最小和最大值时的时间点记下发生最小和最大值时的时间点第46页，共51页，编辑于2022年，星期
42、五瞬态分析结果瞬态分析结果瞬态分析结果瞬态分析结果察看结果察看结果-POST1察看在各临界时间点处整个结构上的结果察看在各临界时间点处整个结构上的结果进入进入 POST1，“By Time/Freq.”读出结果，并输入近似时间值读出结果，并输入近似时间值绘制变形后的形状和应力等值线图绘制变形后的形状和应力等值线图典型命令典型命令:/POST1SET，0.02915!读出结果对应的时刻读出结果对应的时刻=0.02915第47页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析结果瞬态分析结果瞬态分析结果瞬态分析结果察看结果察看结果-POST1（接上页）（接上页）第48页，共51页，编辑于2022年，星
43、期五瞬态分析结果瞬态分析结果瞬态分析结果瞬态分析结果察看结果察看结果-POST1（接上页）（接上页）第49页，共51页，编辑于2022年，星期五瞬态分析步骤瞬态分析步骤建模建模选择分析类型和选项选择分析类型和选项规定边界条件和初始条件规定边界条件和初始条件施加时间施加时间-历程载荷并求解历程载荷并求解察看结果察看结果第50页，共51页，编辑于2022年，星期五第四节：实例第四节：实例 瞬态分析瞬态分析在此实例中，考察一个物块跌落在横梁上并弹起的瞬态响应在此实例中，考察一个物块跌落在横梁上并弹起的瞬态响应详细情况请参阅动力学实例分析补充资料详细情况请参阅动力学实例分析补充资料第51页，共51页，编辑于2022年，星期五