ANSYS动力学分析PPT课件.ppt

第三章第三章谐响响应分析分析1.第三章：第三章：谐响响应分析分析第一第一节：谐响响应分析的定分析的定义和目的和目的第二第二节：关于：关于谐响响应分析的基本分析的基本术语和概念和概念第三第三节：谐响响应分析在分析在ANSYS中的中的应用用第四第四节：谐响响应分析的分析的实例例练习2.谐谐响响响响应应分析分析分析分析第一第一节：定：定义和目的和目的什么是什么是谐响响应分析？分析？确定一个确定一个结构在已知构在已知频率的正弦（率的正弦（简谐）载荷作用下荷作用下结构响构响应的技的技术。输入：入：已知大小和已知大小和频率的率的谐波波载荷（力、荷（力、压力和力和强迫位移）；迫位移）；同一同一频率的多种率的多种载荷，可以是同相或不同相的。荷，可以是同相或不同相的。输出：出：每一个自由度上的每一个自由度上的谐位移，通常和施加的位移，通常和施加的载荷不同相；荷不同相；其它多种其它多种导出量，例如出量，例如应力和力和应变等。等。3.谐谐响响响响应应分析分析分析分析第一第一节：定：定义和目的（接上和目的（接上页）谐响响应分析用于分析用于设计：旋旋转设备（如（如压缩机、机、发动机、机、泵、涡轮机械等）的支座、固定机械等）的支座、固定装置和部件；装置和部件；受受涡流（流体的漩流（流体的漩涡运运动）影响的）影响的结构，例如构，例如涡轮叶片、叶片、飞机机机机翼、翼、桥和塔等。和塔等。4.谐谐响响响响应应分析分析分析分析第一第一节：定：定义和目的（接上和目的（接上页）为什么要作什么要作谐响响应分析？分析？确保一个确保一个给定的定的结构能构能经受住不同受住不同频率的各种正弦率的各种正弦载荷（例如：以荷（例如：以不同速度运行的不同速度运行的发动机）；机）；探探测共振响共振响应，并在必要，并在必要时避免其避免其发生（例如：借助于阻尼器来避生（例如：借助于阻尼器来避免共振）。免共振）。5.谐谐响响响响应应分析分析分析分析第二第二节：术语和概念和概念包含的主包含的主题：运运动方程方程谐波波载荷的本性荷的本性复位移复位移求解方法求解方法6.通用运通用运动方程：方程：F矩矩阵和和 u矩矩阵是是简谐的，的，频率率为 w w:谐响响应分析的运分析的运动方程：方程：谐谐响响响响应应分析分析分析分析-术语术语和概念和概念和概念和概念运运动方程方程7.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-术语术语和概念和概念和概念和概念运运动方程方程(接上接上页)Fmax=载荷幅荷幅值I =-1 =载荷函数的相位角荷函数的相位角F1 =实部部,Fmaxcos F2 =虚部虚部,Fmaxsin umax=位移幅位移幅值f=载荷函数的相位角荷函数的相位角u1=实部部,umaxcosf fu2=虚部虚部,umaxsinf f8.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-术语术语和概念和概念和概念和概念谐波波载荷的本性荷的本性在已知在已知频率下正弦率下正弦变化；化；相角相角 允允许不同相的多个不同相的多个载荷同荷同时作作用，用，缺省缺省值为零；零；施加的全部施加的全部载荷荷都假都假设是是简谐的，的，包括温度和重力。包括温度和重力。实部虚部9.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-术语术语和概念和概念和概念和概念复位移复位移在下列情况下在下列情况下计算出的位移将是复数算出的位移将是复数具有阻尼具有阻尼施加施加载荷是复数荷是复数载荷（例如：虚部荷（例如：虚部为非零的非零的载荷）荷）复位移滞后一个相位角复位移滞后一个相位角（相（相对于某一个基准而言）于某一个基准而言）可以用可以用实部和虚部或振幅和相角的形式来部和虚部或振幅和相角的形式来查看看10.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-术语术语和概念和概念和概念和概念求解方法求解方法求解求解简谐运运动方程的三种方法：方程的三种方法：完整法完整法为缺省方法，是最容易的方法；缺省方法，是最容易的方法；使用完整的使用完整的结构矩构矩阵，且允，且允许非非对称矩称矩阵（例如：声学矩（例如：声学矩阵）。）。缩减法减法*使用使用缩减矩减矩阵，比完整法更快；，比完整法更快；需要需要选择主自由度，据主自由度得到近似的主自由度，据主自由度得到近似的 M矩矩阵和和C矩矩阵。模模态叠加法叠加法*从前面的模从前面的模态分析中得到各模分析中得到各模态；再求乘以系数的各模；再求乘以系数的各模态之和；之和；所有求解方法中最快的。所有求解方法中最快的。11.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-术语术语和概念和概念和概念和概念求解方法（接上求解方法（接上页）12.谐谐响响响响应应分析分析分析分析第三第三节：步：步骤四个主要步四个主要步骤：建模建模选择分析分析类型和型和选项施加施加谐波波载荷并求解荷并求解观看看结果果13.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-步步步步骤骤建模建模模型模型只能用于只能用于线性性单元和材料，忽略各种非元和材料，忽略各种非线性；性；记住要住要输入密度；入密度；注意：注意：如果如果ALPX（热膨膨胀系数）和系数）和 T均不均不为零，就有可能不零，就有可能不经意地包含了意地包含了简谐热载荷。荷。为了避免了避免这种事情种事情发生，生，请将将ALPX设置置为零零.如果参考温度如果参考温度 TREF与均匀与均匀节点温度点温度 TUNIF不一致不一致,那么那么 T为非零非零值；请参参阅第一章中的建模需要考第一章中的建模需要考虑的的问题。14.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-步步步步骤骤建模命令建模命令(接上接上页)/PREP7ET,.MP,EX,.MP,DENS,!建立几何模型建立几何模型!划分网格划分网格.15.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-步步步步骤骤选择分析分析类型和型和选项3建模建模选择分析分析类型和型和选项输入求解器，入求解器，选择谐响响应分析；分析；主要分析主要分析选项是求解方法是求解方法-在后面在后面讨论；规定阻尼定阻尼-在后面在后面讨论。典型命令典型命令:/SOLUANTYPE,HARMIC,NEW16.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-步步步步骤骤选择分析分析类型和型和选项（接上（接上页）分析分析选项求解方法求解方法-完整法、完整法、缩减法和模减法和模态叠加法。缺省叠加法。缺省为完整法；完整法；自由度自由度输出格式出格式-主要用于批主要用于批处理理方式中；方式中；集中集中质量矩量矩阵。推荐用于如果推荐用于如果结构的一个方向构的一个方向的尺寸的尺寸远小于另两个方向的尺小于另两个方向的尺寸的情况中。例如：寸的情况中。例如：细长梁与梁与薄壳。薄壳。典型命令典型命令:HROPT,.HROUT,LUMPM,.17.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-步步步步骤骤选择分析分析类型和型和选项（接上（接上页）阻尼阻尼从从-阻尼、阻尼、-阻尼和阻尼率中阻尼和阻尼率中选取取阻尼率最常用阻尼率最常用典型命令典型命令:ALPHAD,BETAD,DMPRAT,.18.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-步步步步骤骤施加施加谐波波载荷并求解荷并求解3建模建模3选择分析分析类型和型和选项施加施加谐波波载荷并求解荷并求解所有施加的所有施加的载荷以荷以规定的定的频率（或率（或频率率范范围）简谐地地变化化“载荷荷”包括：包括：位移位移约束束-零或非零的零或非零的作用力作用力压强注意：注意：如果要施加重力和如果要施加重力和热载荷，它荷，它们也被当作也被当作简谐变化的化的载荷来考荷来考虑！典型命令典型命令:DK,!或或 D或或DSYMDA,.DL,19.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-步步步步骤骤施加施加谐波波载荷并求解（接上荷并求解（接上页）规定定谐波波载荷荷时要包括：要包括：振幅和相角振幅和相角频率率阶梯梯载荷荷对线性性变化化载荷的荷的说明明振幅和相角振幅和相角载荷荷值（大小）代表振幅（大小）代表振幅 Fmax相角相角 f f 是在两个或两个以上是在两个或两个以上谐波波载荷荷间的相位差，的相位差，单一一载荷不需要相角荷不需要相角 f f 实部虚部fF1maxF2max20.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-步步步步骤骤施加施加谐波波载荷并求解（接上荷并求解（接上页）振幅和相角（接上振幅和相角（接上页）ANSYS 不能直接不能直接输入振幅和相角，而是入振幅和相角，而是规定定实部和虚部分量；部和虚部分量；例如，施加两个例如，施加两个简谐力力 F1和和 F2，其相角相差其相角相差 f f:F1real=F1max(F1的振幅)F1imag=0F2real=F2maxcosfF2imag=F2maxsinf可以使用可以使用APDL语言言计算，但要确保角度算，但要确保角度单位位为度（缺省度（缺省为弧度）弧度）。实部虚部fF1maxF2max21.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-步步步步骤骤施加施加谐波波载荷并求解命令（接上荷并求解命令（接上页）*AFUN,DEGFK,F,SFA,SFL,SFE,SF,22.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-步步步步骤骤施加施加谐波波载荷并求解（接上荷并求解（接上页）23.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-步步步步骤骤施加施加谐波波载荷并求解（接上荷并求解（接上页）谐波波载荷的荷的频率：率：通通过频率范率范围和在和在频率范率范围内的子步数量来内的子步数量来规定每秒的循定每秒的循环次数（赫次数（赫兹）；）；例如，在例如，在0-50频率范率范围内有内有10个子步个子步时将将给出出在在5，10，15.45和和50Hz等等频率上的解；而同率上的解；而同一一频率范率范围只有一个子步只有一个子步时，则只只给出出50Hz频率上的解率上的解。典型命令典型命令:HARFRQ,NSUBST,KBC,124.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-步步步步骤骤施加施加谐波波载荷并求解（接上荷并求解（接上页）阶梯梯载荷荷对线性性变化化载荷：荷：采用若干子步，可以逐采用若干子步，可以逐渐地施加地施加载荷（荷（线性性变化化载荷），或者在第荷），或者在第一个子步立刻施加一个子步立刻施加载荷（荷（阶梯梯载荷）；荷）；谐波波载荷通常是荷通常是阶梯加梯加载，因，因为载荷荷值代表的是最大振幅。代表的是最大振幅。25.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-步步步步骤骤施加施加谐波波载荷并求解（接上荷并求解（接上页）在施加在施加谐波波载荷后，下一步就是开始求解荷后，下一步就是开始求解通常采用一个通常采用一个载荷步，但是可以采用若干子荷步，但是可以采用若干子步，且每个子步具有不同的步，且每个子步具有不同的频率范率范围典型命令典型命令:HARFRQ,NSUBST,KBC,126.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-步步步步骤骤观看看结果果3健摸健摸3选择分析分析类型和型和选项3施加施加谐波波载荷并求解荷并求解观看看结果果分三步分三步绘制制结构上的特殊点构上的特殊点处的位移的位移-频率曲率曲线确定各确定各临界界频率和相率和相应的相角的相角观看整个看整个结构在各构在各临界界频率和相角率和相角时的位移的位移和和应力力采用采用POST26，时程后程后处理理器器采用采用POST1，通用后，通用后处理理器器27.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-步步步步骤骤观看看结果果-POST26位移位移-频率关系曲率关系曲线首先定首先定义 POST26 变量量节点和点和单元数据表元数据表用大于等于二的数据用大于等于二的数据识别变量量1包含各包含各频率，并是率，并是预先定先定义了的了的28.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-步步步步骤骤观看看结果果-POST26（接上接上页）定定义变量（接上量（接上页）挑挑选可能可能发生最大生最大变形的形的节点，然后点，然后选择自由度的方向；自由度的方向；定定义变量的列表被更新。量的列表被更新。29.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-步步步步骤骤观看看结果果-POST26（接上接上页）定定义变量量画画变量关系曲量关系曲线典型命令典型命令:/POST26NSOL,PLVAR,.30.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-步步步步骤骤观看看结果果-POST26（接上接上页）确定各确定各临界界频率和相角率和相角用用图形形显示最高振幅示最高振幅发生生时的的频率；率；由于位移与施加的由于位移与施加的载荷不同步（如果存在阻尼的荷不同步（如果存在阻尼的话），需要确定出），需要确定出现最大最大振幅振幅时的相角；的相角；要要进行上述工作，首先要行上述工作，首先要选择振幅振幅+相位相位选项。31.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-步步步步骤骤观看看结果果-POST26（接上接上页）然后用表列出然后用表列出变量。量。注意：最大振幅注意：最大振幅=3.7出出现在在48Hz,85.7时下一步就是下一步就是观看整个模型在看整个模型在该频率和相角率和相角下的位移和下的位移和应力（使用力（使用POST1)典型命令典型命令:PRCPLX,1PRVAR,FINISH32.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-步步步步骤骤观看看结果果-POST1观看整个看整个结构的构的结果果进入入POST1，且列出，且列出结果果综述表，确定述表，确定临界界频率的率的载荷步和子步序号荷步和子步序号；典型命令典型命令:/POST1SET,LIST33.谐谐响响响响应应分析分析分析分析-步步步步骤骤观看看结果果-POST1（接上接上页）使用使用 HRCPLX 命令命令读入在期望入在期望频率和相角率和相角时的的结果：果：HRCPLX,LOADSTEP,SUBSTEP,PHASE,.例如：例如：HRCPLX,2,4,85.7绘制制变形形图，应力等力等值线图和其它期望的和其它期望的结果。果。典型命令典型命令:HRCPLX,PLDISP,2PLNSOL,FINISH34.谐响响应分析步分析步骤3建立模型建立模型3选择分析分析类型和型和选项3施加施加谐波波载荷和求解荷和求解3观看看结果果35.第四第四节：实例例-谐响响应分析分析在在这这个个实实例分析中，例分析中，结结果考察由安装在两端固支梁上的旋果考察由安装在两端固支梁上的旋转转机械机械产产生的生的简谐简谐力在力在该该梁上引起的梁上引起的谐谐响响应应；详细详细内容内容请请参参阅动阅动力学力学实实例分析例分析补补充充资资料。料。36.第四章第四章瞬瞬态动力分析力分析37.第四章：瞬第四章：瞬态动力分析力分析第一第一节：瞬：瞬态动力分析的定力分析的定义和目的和目的第二第二节：瞬：瞬态分析状分析状态的基本的基本术语和概念和概念第三第三节：在：在ANSYS中如何中如何进行瞬行瞬态分析分析第四第四节：瞬：瞬态分析分析实例例38.瞬瞬态分析分析第一第一节：定：定义和目的和目的什么是瞬什么是瞬态动力分析力分析?它是确定随它是确定随时间变化化载荷（例如爆炸）作用下荷（例如爆炸）作用下结构响构响应的技的技术；输入数据：入数据：作作为时间函数的函数的载荷荷输出数据：出数据：随随时间变化的位移和其它的化的位移和其它的导出量，如：出量，如：应力和力和应变。39.瞬瞬态分析分析定定义和目的（接上和目的（接上页）瞬瞬态动力分析可以力分析可以应用在以下用在以下设计中：中：承受各种冲承受各种冲击载荷的荷的结构，如：汽构，如：汽车中的中的门和和缓冲器、建筑框架以及冲器、建筑框架以及悬挂系挂系统等；等；承受各种随承受各种随时间变化化载荷的荷的结构，如：构，如：桥梁、地梁、地面移面移动装置以及其它机器部件；装置以及其它机器部件；承受撞承受撞击和和颠簸的家庭和簸的家庭和办公公设备，如：移，如：移动电话、笔、笔记本本电脑和真空吸和真空吸尘器等。器等。40.瞬瞬瞬瞬态态分析分析分析分析第二第二节：术语和概念和概念包括的主包括的主题如下：如下：运运动方程方程求解方法求解方法积分分时间步步长41.瞬瞬瞬瞬态态分析分析分析分析 术语术语和概念和概念和概念和概念运运动方程方程用于瞬用于瞬态动力分析的运力分析的运动方程和通用运方程和通用运动方程相同；方程相同；这是瞬是瞬态分析的最一般形式，分析的最一般形式，载荷可荷可为时间的任意函数；的任意函数；按照求解方法，按照求解方法，ANSYS 允允许在瞬在瞬态动力分析中包括各种力分析中包括各种类型的非型的非线性性-大大变形、接触、塑性等等。形、接触、塑性等等。42.瞬瞬瞬瞬态态分析分析分析分析-术语术语和概念和概念和概念和概念求解方法求解方法求解运求解运动方程方程直接直接积分法分法模模态叠加法叠加法隐式式积分分显式式积分分完整矩完整矩阵法法缩减矩减矩阵法法完整矩完整矩阵法法缩减矩减矩阵法法43.瞬瞬瞬瞬态态分析分析分析分析 术语术语和概念和概念和概念和概念求解方法求解方法（接上（接上页）运运动方程的两种求解法：方程的两种求解法：模模态叠加法（在第六章中叠加法（在第六章中讨论）直接直接积分法：分法：运运动方程可以直接方程可以直接对时间按步按步积分。在每个分。在每个时间点，点，需求解一需求解一组联立的静立的静态平衡方程（平衡方程（F=ma）；）；ANSYS 采用采用Newmark 法法这种种隐式式时间积分法；分法；ANSYS/LS-DYNA 则采用采用显式式时间积分法；分法；有关有关显式法和式法和隐式法的式法的讨论请参参见第一章。第一章。44.瞬瞬瞬瞬态态分析分析分析分析-术语术语和概念和概念和概念和概念求解方法（接上求解方法（接上页）求解求解时即可用即可用缩减减结构矩构矩阵，也可用完整，也可用完整结构矩构矩阵；缩减矩减矩阵：用于快速求解；用于快速求解；根据主自由度写出根据主自由度写出K，C，M等矩等矩阵，主自由度是完全自由，主自由度是完全自由度的子集；度的子集；缩减的减的 K 是精确的，但是精确的，但缩减的减的 C 和和 M 是近似的。此外，是近似的。此外，还有其它的一些缺陷，但不在此有其它的一些缺陷，但不在此讨论。完整矩完整矩阵：不不进行行缩减。减。采用完整的采用完整的K，C，和和 M矩矩阵；在本手册中的全部在本手册中的全部讨论都是基于此种方法。都是基于此种方法。45.瞬瞬瞬瞬态态分析分析分析分析-术语术语和概念和概念和概念和概念积分分时间步步长积分分时间步步长（亦称（亦称为ITS 或或 t）是）是时间积分法中的一个重要概分法中的一个重要概念念ITS=从一个从一个时间点到另一个点到另一个时间点的点的时间增量增量 t；积分分时间步步长决定求解的精确度，因而其数决定求解的精确度，因而其数值应仔仔细选取。取。ITS 应足足够小以小以获取下列数据：取下列数据：响响应频率率载荷突荷突变接触接触频率（如果存在的率（如果存在的话）波波传播效播效应（若存在）（若存在）46.瞬瞬瞬瞬态态分析分析分析分析-术语术语和概念和概念和概念和概念积分分时间步步长（接上（接上页）响响应频率率不同不同类型型载荷会在荷会在结构中激构中激发不同不同的的频率率（响响应频率率）；ITS应足足够小以小以获取所关心的最高取所关心的最高响响应频率率（最低响最低响应周期周期）；每个循每个循环中有中有20个个时间点点应是足是足够的，即：的，即：t=1/20f式中式中，f 是所关心的最高响是所关心的最高响应频率。率。响应周期47.瞬瞬瞬瞬态态分析分析分析分析-术语术语和概念和概念和概念和概念积分分时间步步长（接上（接上页）载荷突荷突变ITS 应足足够小以小以获取取载荷荷突突变LoadtLoadt48.瞬瞬瞬瞬态态分析分析分析分析-术语术语和概念和概念和概念和概念积分分时间步步长（接上（接上页）接触接触频率率当两个物体当两个物体发生接触，生接触，间隙或接触表面隙或接触表面通常用通常用刚度（度（间隙隙刚度）来描述；度）来描述；ITS应足足够小以小以获取取间隙隙“弹簧簧”频率；率；建建议每个循每个循环三十个点，三十个点，这才足以才足以获取取在两物体在两物体间的的动量量传递，比此更小的，比此更小的ITS 会造成能量会造成能量损失，并且冲失，并且冲击可能不可能不是完全是完全弹性的。性的。49.瞬瞬瞬瞬态态分析分析分析分析-术语术语和概念和概念和概念和概念积分分时间步步长（接上（接上页）波波传播播由冲由冲击引起。在引起。在细长结构中更构中更为显著（如下落著（如下落时以一端着地以一端着地的的细棒）棒）需要很小的需要很小的ITS，并且在沿波并且在沿波传播的方向需要精播的方向需要精细的网格划的网格划分分显式式积分法（在分法（在ANSYS-LS/DYNA采用）可能采用）可能对此更此更为适用适用50.瞬瞬瞬瞬态态分析分析分析分析第三第三节：步：步骤在此在此节中只中只讨论完整矩完整矩阵五个主要步五个主要步骤：建模建模选择分析分析类型和型和选项规定定边界条件和初始条件界条件和初始条件施加施加时间历程程载荷并求解荷并求解查看看结果果51.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤建建 模模模型模型允允许所有各种非所有各种非线性性记住要住要输入密度！入密度！其余参其余参见第一章建模所要考第一章建模所要考虑的的问题52.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤建模命令建模命令(接上接上页)/PREP7ET,.MP,EX,.MP,DENS,!建立几何模型建立几何模型!划分网格划分网格.53.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤选择分析分析类型和型和选项3建模建模选择分析分析类型和型和选项：进入求解器并入求解器并选择瞬瞬态分析分析求解方法和其它求解方法和其它选项-将在下面将在下面讨论阻尼阻尼 将在下面将在下面讨论典型命令典型命令:/SOLUANTYPE，TRANS，NEW54.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤选择分析分析类型和型和选项（接上（接上页）求解方法求解方法完整矩完整矩阵方法方法为缺省方法。允缺省方法。允许下列非下列非线性性选项：大大变形形应力硬化力硬化Newton-Raphson 解法解法集中集中质量矩量矩阵主要用于主要用于细长梁和薄壁壳或波的梁和薄壁壳或波的传播播公式求解器公式求解器由程序自行由程序自行选择55.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤选择分析分析类型和型和选项命令（接上命令（接上页）TRNOPT，FULLNLGEOM，SSTIF，NROPT，LUMPM，EQSLV，.56.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤选择分析分析类型和型和选项（接上（接上页）阻尼阻尼 和和 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（粘性阻阻尼（粘性阻尼），尼），仅规定定 阻尼（由滞后造成的阻阻尼（由滞后造成的阻尼）：尼）：=2/w w式中式中 为阻尼比，阻尼比，w w 为主要响主要响应频率率（rad/sec）。）。典型命令典型命令:ALPHAD，BETAD，57.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤规定定边界条件和初始条件界条件和初始条件3建模建模3选择分析分析类型和型和选项规定定边界条件和初始条件界条件和初始条件在在这种情况下种情况下边界条件界条件为载荷或在整个荷或在整个瞬瞬态过程中一直程中一直为常数的条件，例如：常数的条件，例如：固定点（固定点（约束）束）对称条件称条件重力重力初始条件将在下面初始条件将在下面讨论58.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤规定定边界条件和初始条件命令界条件和初始条件命令(接上接上页)DK，!或或 D或或 DSYMDL，DA，ACEL，OMEGA，.59.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤规定定边界条件和初始条件（接上界条件和初始条件（接上页）初始条件初始条件时间t=0时的条件：的条件：u0，v0，a0 它它们的缺省的缺省值为，u0=v0=a0=0 可能要求非零初始条件的可能要求非零初始条件的实例：例：飞机着机着陆(v0 0)高高尔夫球棒夫球棒击球球(v0 0)物体跌落物体跌落试验(a0 0)60.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤规定定边界条件和初始条件（接上界条件和初始条件（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：以静以静载荷步开始荷步开始当只需在模型的一部分上施加初始条件当只需在模型的一部分上施加初始条件时，例如，用，例如，用强加的位移加的位移将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”开开时，这种方法是有用的；种方法是有用的；用于需要施加非零初始加速度用于需要施加非零初始加速度时。使用使用IC 命令命令Solution Apply Initial Conditn Define+当需在整个物体上施加非零初始位移或速度当需在整个物体上施加非零初始位移或速度时IC 命令法是有用命令法是有用的。的。61.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤规定定边界条件和初始条件（接上界条件和初始条件（接上页）实例例-物体从静止状物体从静止状态下落下落这种情况种情况 a0=g（重力加速度）重力加速度）v0=0采用静采用静载荷步法荷步法载荷步荷步1：关关闭瞬瞬态效效应。用。用TIMINT，OFF 命令或命令或Solution Time/Frequenc Time Integration.采用小的采用小的时间间隔，例隔，例，0.001；采用采用2 个子步个子步，分步加分步加载（如果采用如果采用线性性载荷或一个子步，荷或一个子步，v0 就将是非零的）；就将是非零的）；保持物体静止，例如，固定物体的全部自由度；保持物体静止，例如，固定物体的全部自由度；施加等于施加等于 g 的加速度；的加速度；求解。求解。62.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤规定定边界条件和初始条件命令（接上界条件和初始条件命令（接上页）!载荷步荷步 1TIMINT，OFF!关关闭瞬瞬态效效应TIME，0.001!小的小的时间间隔隔NSEL，!选择所有小物体的所有所有小物体的所有节点点D，ALL，ALL，0!并在所有方向上定并在所有方向上定义固定固定约束束NSEL，ALLACEL，!加速度加速度值NSUBST，2!两个子步两个子步KBC，1 !阶梯梯载荷荷SOLVE63.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤规定定边界条件和初始条件（接上界条件和初始条件（接上页）载荷步荷步 2：打开瞬打开瞬态效效应；释放物体，例如放物体，例如，删除物体上的除物体上的 DOF 自由度自由度约束；束；规定定终止止时间，连续进行瞬行瞬态分析。分析。Acelt0.00050.001Load step 164.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤规定定边界条件和初始条件命令（接上界条件和初始条件命令（接上页）!载荷步荷步 2TIMINT，ON !打开瞬打开瞬态效效应开关开关TIME，!指定指定载荷步荷步实际的的终点点时刻刻NSEL，!选择所有小物体的所有所有小物体的所有节点点DDELE，ALL，ALL!并并删除所有除所有约束束NSEL，ALLSOLVE.65.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤规定定边界条件和初始条件（接上界条件和初始条件（接上页）实例例 将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”开开“这种情况种情况时，在梁的自由端，在梁的自由端 u0 0，v0=0；用静用静载荷步法；荷步法；载荷步荷步 1：关关闭瞬瞬态效效应。用。用 TIMINT，OFF 命令或命令或Solution Time/Frequenc Time Integration.采用小的采用小的时间间隔，例如，隔，例如，0.001；2个子步个子步，分步加分步加载（如果采用（如果采用线性性载荷或用一个子步，荷或用一个子步，v0 就将就将是非零的）；是非零的）；在梁的自由端施加所要求的非零位移；在梁的自由端施加所要求的非零位移；求解。求解。66.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤规定定边界条件和初始条件命令（接上界条件和初始条件命令（接上页）!载荷步荷步 1TIMINT，OFF!关关闭瞬瞬态效效应TIME，0.001!小的小的时间间隔隔D，!在指定在指定节点定点定义强制位移制位移NSUBST，2!两个子步两个子步KBC，1 !阶梯梯载荷步荷步SOLVE67.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤规定定边界条件和初始条件（接上界条件和初始条件（接上页）载荷步荷步2：打开瞬打开瞬态效效应；删除除强加位移；加位移；指定指定终止止时间，连续进行瞬行瞬态分析。分析。68.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤规定定边界条件和初始条件命令（接上界条件和初始条件命令（接上页）!载荷步荷步 2TIMINT，ON !打开瞬打开瞬态效效应开关开关TIME，!指定指定载荷步荷步实际的的终点点时刻刻DDELE，!删除所有除所有强制位移制位移.SOLVE.69.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤规定定边界条件和初始条件（接上界条件和初始条件（接上页）实例例-高高尔夫球棒端夫球棒端头的初速度的初速度假定只假定只对高高尔夫球棒端夫球棒端头建模，并且整个端建模，并且整个端头运运动，这时有初始条件有初始条件v0 0。同同时又假定又假定 u0=a0=0；在在这种情况下使用种情况下使用IC 命令法是方便的命令法是方便的1选择球棒上的全部球棒上的全部节点；点；2用用 IC 命令施加初始速度或；命令施加初始速度或；选择 Solution Apply Initial Conditn Define+选用全部用全部节点点选择方向并方向并输入速度入速度值3激活全部激活全部节点；点；4规定定终止止时间，施加其它，施加其它载荷条件（如果存在荷条件（如果存在的的话），然后求解。），然后求解。70.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤规定定边界条件和初始条件命令（接上界条件和初始条件命令（接上页）NSEL，IC，NSEL，ALLTIME，SOLVE71.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤规定定边界条件和初始条件（接上界条件和初始条件（接上页）实例例 承受冲承受冲击载荷的固定平板荷的固定平板此种情况下此种情况下 u0=v0=a0=0；这些初始条件都是些初始条件都是ANSYS中的缺省初始条件中的缺省初始条件值，所以，所以这里不必再里不必再规定它定它们！只施加只施加边界条件和冲界条件和冲击载荷，然后求解。荷，然后求解。72.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤施加施加时间-历程程载荷并求解荷并求解3建模建模3选择分析分析类型和型和选项3规定定边界条件和初始条件界条件和初始条件施加施加时间-历程程载荷和求解荷和求解时间-历程程载荷是随荷是随时间变化的化的载荷荷这类载荷有两种施加方法：荷有两种施加方法：列表列表输入法入法多多载荷步施加法荷步施加法LoadtLoadtLoadt73.0.5Forcet瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤施加施加时间-历程程载荷并求解（接上荷并求解（接上页）列表列表输入法入法允允许定定义载荷随荷随时间变化的表（用数化的表（用数组参数）并采用此表作参数）并采用此表作为载荷；荷；尤其是在同尤其是在同时有几种不同的有几种不同的载荷，而每种荷，而每种载荷又都有它自己的荷又都有它自己的时间历程程时很方便；很方便；例如，要施加下例如，要施加下图所示的力随所示的力随时间变化曲化曲线：1.选择 Solution Apply Force/Moment On Nodes，然后拾然后拾取所需取所需节点点22.5101.01.574.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤施加施加时间-历程程载荷并求解命令（接上荷并求解命令（接上页）!首先定首先定义载荷荷-时间数数组*DIM，FORCE，TABLE，5，1，TIME!类型表数型表数组FORCE(1，0)=0，0.5，1，1.01，1.5!时间值FORCE(0，1)=0，22.5，10，0，0!载荷荷值!然后将力数然后将力数组定定义到指定的到指定的节点上点上NSEL，!选择指定的指定的节点点F，ALL，FZ，%FORCE%!在所有在所有选择节点上定点上定义表表载荷荷NSEL，ALL.75.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤施加施加时间-历程程载荷并求解（接上荷并求解（接上页）2.选择力方向和力方向和“新表新表New table”，然后确定（然后确定（OK）；）；3.输入表名和行数（入表名和行数（时间点的数点的数量），然后确定（量），然后确定（OK）；）；4.填入填入时间和和载荷荷值，然后，然后File Apply/Quit；76.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤施加施加时间-历程程载荷并求解（接上荷并求解（接上页）5.规定定终止止时间和和积分分时间步步长Solution Time/Frequenc Time-Time Step不必指定不必指定载荷的分步或荷的分步或线性条件，性条件，这已包含在已包含在载荷曲荷曲线中中6.激活自激活自动时间步，步，规定定输出控制，然后求解（稍后出控制，然后求解（稍后讨论）。）。典型命令典型命令:TIME，!终点点时间DELTIM，0.002，0.001，0.1!起始起始,最小和最大最小和最大 ITSAUTOTS，ONOUTRES，SOLVE77.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤施加施加时间-历程程载荷并求解（接上荷并求解（接上页）多多载荷步法荷步法允允许在在单个的个的载荷步中施加荷步中施加载荷荷时间曲曲线中的中的一段一段载荷；荷；不必用数不必用数组参数，只需施加每段参数，只需施加每段载荷并且或者求荷并且或者求解解该载荷步或者将其写入一个荷步或者将其写入一个载荷步文件中荷步文件中(LSWRITE)。78.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤施加施加时间-历程程载荷并求解（接上荷并求解（接上页）实例例，施加前面所述的力随施加前面所述的力随时间变化曲化曲线：1.对施加方法作出施加方法作出计划，划，这种情况需用三个种情况需用三个载荷步：一个荷步：一个为递增增线性性载荷，一个荷，一个为递减减线性性载荷，另一个荷，另一个为阶梯式的除去梯式的除去载荷；荷；Forcet22.5100.51.01.52.定定义载荷步荷步 1：在要求的在要求的节点上施加点上施加22.5单位的力；位的力；规定施加此力的定施加此力的终止止时间(0.5)，指出指出时间步步长和和线性性载荷；荷；激活自激活自动时间步功能步功能*，规定定输出控制出控制*，或者或者进行求解，或行求解，或将此将此载荷步写入荷步写入载荷步文件中。荷步文件中。*将在后面将在后面讨论79.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤施加施加时间-历程程载荷并求解命令（接上荷并求解命令（接上页）!Load step 1F，!在指定的在指定的节点上定点上定义力力22.5TIME，0.5 !终点点时间DELTIM，!积分分时间步步长KBC，0 !斜坡斜坡载荷荷AUTOTS，ONOUTRES，SOLVE !或或LSWRITE80.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤施加施加时间-历程程载荷并求解（接上荷并求解（接上页）3.定定义载荷步荷步2：改改变力力值为10.0；规定定终止止时间(1.0)。不必重新指定不必重新指定积分分时间步步长或或线性性载荷荷条件；条件；求解或将此求解或将此载荷步写入荷步写入载荷步文件中。荷步文件中。4.定定义载荷步荷步3：删除力或将其除力或将其值设置置为零；零；规定定终止止时间(1.5)并分步加并分步加载；求解或将此求解或将此载荷步写入荷步写入载荷步文件中。荷步文件中。81.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤施加施加时间-历程程载荷并求解命令（接上荷并求解命令（接上页）!载荷步荷步 2F，!在指定的在指定的节点上定点上定义力力10.0 TIME，1.0!终点点时间SOLVE!或或 LSWRITE!载荷步荷步 3FDELE，!删除力除力TIME，1.5!终点点时间KBC，1!阶梯梯载荷荷SOLVE!或或LSWRITE82.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤施加施加时间-历程程载荷并求解（接上荷并求解（接上页）积分分时间步步长(ITS)，自，自动时间步步长和和输入控制入控制为时间-历程加程加载的重的重要要组成部分；成部分；上面已上面已经讨论了如何了如何计算算ITS，为了了规定定 ITS，采用采用DELTIM 命令或命令或在主菜在主菜单中中选择Solution Time/Frequenc Time-Time Step83.瞬瞬瞬瞬态态分析步分析步分析步分析步骤骤施加施加时间-历程程载荷并求解（接上荷并求解（接上页）自自动时间步步长采用一种算法自采用一种算法自动计算瞬算瞬态分析分析过程中合适的