workbench瞬态动力分析

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1、Training ManualTraining ManualDYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0定义： 确定结构在任意随时间变化载荷作用下系统瞬态响应特性的技术。输入数据： 最一般形式是载荷为时间的任意函数；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。Training ManualDYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0 基本运动方程 这是动力学最通常的方程形式，载荷可以是任意随时间变化的. 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线性 大变形、接触、塑性等等. tFuKuC

2、uM Training ManualDYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0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Training ManualDYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0 两种求解运动学方程方法: 模态叠加法 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（time = 0, Dt , 2Dt, 3Dt,.) ，需求解一组联立的静态平衡方程（F=ma）； 需假

3、定位移、速度和加速度是如何随时间而变化的， (积分方案选择) 有多种不同的积分方案，如中心差分法，平均加速度法, Houbolt, WilsonQ, Newmark 等.Training ManualDYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0 时间积分方案 两种积分方案 Newmark 和 HHT. 缺省为 Newmark 不同的a 和d 造成积分方案的变化 (隐式 / 显式 / 平均加速度 ). Newmark 是隐式积分方案. ANSYS/LS-DYNA 利用显式积分方案. Training ManualDYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.

4、0DYNAMICS 11.0 时间积分方案 - HHT 方法 : Newmark 方法是求解方法是求解 t n+1时刻的运动时刻的运动方程方程HHT 方法方法 求解中间时间点的运动求解中间时间点的运动方程然后外推到方程然后外推到 t n+1.(Note: 缺省缺省HHT方法方法 a am = 0 )Training ManualDYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0 时间积分方案 - 时间积分参数, , a, d d, af, am, 通过求解控制选项输入 TRNOPT, FULL , , NMK|HHT ! 缺省 Newmark TINTP,GAMMA

5、,ALPHA,DELTA,THETA , , ALPHAF,ALPHAM指定指定 GAMMA 或或ALPHAF/ALPHAM0 a af 0.5 a am Soln Control. Basic 通常的选项用来将每个子步的结果写到结果文件中去. 可光滑绘制结果与时间的关系曲线. 可能造成结果文件庞大.Training ManualDYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0 瞬态效应瞬态效应 on/off 用来设置初始条件用来设置初始条件 阶跃或渐进载荷阶跃或渐进载荷 指定阻尼指定阻尼 使用缺省积分参数值使用缺省积分参数值 Training ManualDYN

6、AMICS 11.0DYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0 阻尼 和b阻尼均可用； 在大多数情况下，忽略阻尼（粘性阻尼），仅指定b阻尼（由滞后造成的阻尼）：b = 2/w式中 为阻尼比，w 为主要响应频率 （rad/sec）。典型命令典型命令:ALPHAD，BETAD，Training ManualDYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0 求解器选择 缺省ANSYS选择稀疏求解器 对于大自由度问题 (100000 dofs) 使用PCG法Training ManualDYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.

7、0 初始条件 时间t = 0时的条件：u0 ，v0，a0 它们的缺省值为， u0 = v0 = a0 = 0 可能要求非零初始条件的实例： 飞机着陆 (v00) 高尔夫球棒击球 (v00) 物体跌落试验 (a00)Training ManualDYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0 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，用强加的位移将悬臂梁的自由端从平衡位置“拨”开时，这种方法是有用的； 用于需要施加非零初始加速度时。 使用IC 命令 Solution Apply Initial Conditn Define + 当需在整个物体上施

8、加非零初始位移或速度时IC 命令法是有用的。Training ManualDYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0 是缺省的初始条件，即如果u0 = v0 = 0 ，则不需要指定任何条件。 在第一个载荷步中可以加上对应于载荷时间关系曲线的第一个拐角处的载荷。 非零初始位移及/或非零初始速度可以用IC命令设置这些初始条件。 命令：IC GUI：MainMenuSolution-Loads-ApplyInitial Conditn Define Training ManualDYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0非零速度

9、是通过对结构中需指定速度的部分加上小时间间隔上的小位移来实现的。比如如果 v0=0.25，可以通过在时间间隔0.004内加上0.001的位移来实现，命令流如下：.TIMINT,OFF ! Time integration effects offD,ALL,UY,.001 ! Small UY displ. (assuming Y-direction velocity)TIME,.004 ! Initial velocity = 0.001/0.004 = 0.25LSWRITE ! Write load data to load step file (Jobname.S01)DDEL,ALL,

10、UY ! Remove imposed displacements TIMINT,ON ! Time integration effects on.Training ManualDYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0和上面的情形相似，不过施加的位移是真实数值而非“小”数值。比如，若 u0 = 1.0且v0 = 2.5，则应当在时间间隔0.4内施加一个值为1.0的位移：.TIMINT,OFF ! Time integration effects offD,ALL,UY,1.0 ! Initial displacement = 1.0TIME,.4 ! In

11、itial velocity = 1.0/0.4 = 2.5LSWRITE ! Write load data to load step file (Jobname.S01)DDELE,ALL,UY ! Remove imposed displacementsTIMINT,ON ! Time integration effects on.Training ManualDYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0DYNAMICS 11.0需要用两个子步NSUBST,2来实现，所加位移在两个子步间是阶跃变化的KBC,1。如果位移不是阶跃变化的（或只用一个子步），所加位移将随时间变化，从而产