ANSYS动力学分析.ppt

ANSYS动力学分析(fēnxī)第一页，共98页第三章：谐响应分析第三章：谐响应分析第一节：谐响应分析的定义和目的第一节：谐响应分析的定义和目的第二节：关于谐响应分析的根本术语和概念第二节：关于谐响应分析的根本术语和概念第三节：谐响应分析在第三节：谐响应分析在ANSYS中的应用中的应用(yìngyòng)第四节：谐响应分析的实例练习第四节：谐响应分析的实例练习2第二页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析第一节：定义第一节：定义第一节：定义第一节：定义(dìngyì)(dìngyì)和目的和目的和目的和目的什么是谐响应分析？什么是谐响应分析？确定一个结构在频率确定一个结构在频率(pínlǜ)的正弦〔简谐〕载荷作用下结构响应的技术的正弦〔简谐〕载荷作用下结构响应的技术输入：输入：大小和频率大小和频率(pínlǜ)的谐波载荷〔力、压力和强迫位移〕；的谐波载荷〔力、压力和强迫位移〕；同一频率同一频率(pínlǜ)的多种载荷，可以是同相或不同相的的多种载荷，可以是同相或不同相的输出：输出：每一个自由度上的谐位移，通常和施加的载荷不同相；每一个自由度上的谐位移，通常和施加的载荷不同相；其它多种导出量，例如应力和应变等。

其它多种导出量，例如应力和应变等3第三页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析第一节：定义第一节：定义第一节：定义第一节：定义(dìngyì)(dìngyì)和目的〔接上页〕和目的〔接上页〕和目的〔接上页〕和目的〔接上页〕谐响应分析用于设计：谐响应分析用于设计：旋转设备〔如压缩机、发动机、泵、涡轮机械等〕的支座、固定装置旋转设备〔如压缩机、发动机、泵、涡轮机械等〕的支座、固定装置和部件；和部件；受涡流〔流体的漩涡受涡流〔流体的漩涡(xuán wō)运动〕影响的结构，例如涡轮叶片、运动〕影响的结构，例如涡轮叶片、飞机机翼、桥和塔等飞机机翼、桥和塔等4第四页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析第一节：定义第一节：定义第一节：定义第一节：定义(dìngyì)(dìngyì)和目的〔接上页〕和目的〔接上页〕和目的〔接上页〕和目的〔接上页〕为什么要作谐响应分析？为什么要作谐响应分析？确保一个给定的结构能经受住不同频率确保一个给定的结构能经受住不同频率(pínlǜ)的各种正弦载荷〔例如：的各种正弦载荷〔例如：以不同速度运行的发动机〕；以不同速度运行的发动机〕；探测共振响应，并在必要时防止其发生〔例如：借助于阻尼器来防止共探测共振响应，并在必要时防止其发生〔例如：借助于阻尼器来防止共振〕。

振〕5第五页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析第二节：术语第二节：术语第二节：术语第二节：术语(shùyǔ)(shùyǔ)和概念和概念和概念和概念包含的主题：包含的主题：运动方程运动方程谐波载荷的本性谐波载荷的本性复位移复位移求解求解(qiú jiě)方法方法6第六页，共98页•通用通用(tōngyòng)运动方程：运动方程：•[F]矩阵和矩阵和 {u}矩阵是简谐的，频率为矩阵是简谐的，频率为 w:•谐响应分析的运动方程：谐响应分析的运动方程：谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -术语和概念术语和概念术语和概念术语和概念(gàiniàn)(gàiniàn)运动方程运动方程运动方程运动方程7第七页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -术语术语术语术语(shùyǔ)(shùyǔ)和概念和概念和概念和概念运动方程运动方程运动方程运动方程( (接上页接上页接上页接上页) )Fmax = 载荷载荷(zài hè)幅值幅值I = -1 = 载荷载荷(zài hè)函数的相位角函数的相位角F1 = 实部实部, FmaxcosyF2 = 虚部虚部, Fmaxsinyumax= 位移幅值位移幅值f= 载荷载荷(zài hè)函数的相位角函数的相位角u1= 实部实部, umaxcosfu2= 虚部虚部, umaxsinf8第八页，共98页。

谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -术语和概念术语和概念术语和概念术语和概念谐波载荷谐波载荷谐波载荷谐波载荷(zài hè)(zài hè)的本性的本性的本性的本性•在频率下正弦在频率下正弦(zhèngxián)变化；变化；•相角相角y允许不同相的多个载荷同时作允许不同相的多个载荷同时作用，用， y缺省值为零；缺省值为零；•施加的全部载荷都假设是简谐的，施加的全部载荷都假设是简谐的，包括温度和重力包括温度和重力实部虚部9第九页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -术语和概念术语和概念术语和概念术语和概念(gàiniàn)(gàiniàn)复位移复位移复位移复位移•在以下情况下计算在以下情况下计算(jì suàn)出的位移将是复数出的位移将是复数•具有阻尼具有阻尼•施加载荷是复数载荷〔例如：虚部为非零的载荷〕施加载荷是复数载荷〔例如：虚部为非零的载荷〕•复位移滞后一个相位角复位移滞后一个相位角 〔相对于某一个基准而言〕〔相对于某一个基准而言〕•可以用实部和虚部或振幅和相角的形式来查看可以用实部和虚部或振幅和相角的形式来查看10第十页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -术语和概念术语和概念术语和概念术语和概念(gàiniàn)(gàiniàn)求解方法求解方法求解方法求解方法求解简谐运动方程的三种方法：求解简谐运动方程的三种方法：完整法完整法为缺省方法，是最容易的方法；为缺省方法，是最容易的方法；使用完整的结构矩阵，且允许使用完整的结构矩阵，且允许(yǔnxǔ)非对称矩阵〔例如：声学矩阵〕。

非对称矩阵〔例如：声学矩阵〕缩减法缩减法*使用缩减矩阵，比完整法更快；使用缩减矩阵，比完整法更快；需要选择主自由度，据主自由度得到近似的需要选择主自由度，据主自由度得到近似的 [M]矩阵和矩阵和[C]矩阵模态叠加法模态叠加法**从前面的模态分析中得到各模态；再求乘以系数的各模态之和；从前面的模态分析中得到各模态；再求乘以系数的各模态之和；所有求解方法中最快的所有求解方法中最快的11第十一页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -术语和概念术语和概念术语和概念术语和概念求解求解求解求解(qiú jiě)(qiú jiě)方法〔接上页〕方法〔接上页〕方法〔接上页〕方法〔接上页〕12第十二页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析第三节：步骤第三节：步骤第三节：步骤第三节：步骤(bùzhòu)(bùzhòu)四个主要步骤：四个主要步骤：建模建模选择分析类型和选项选择分析类型和选项施加施加(shījiā)谐波载荷并求解谐波载荷并求解观看结果观看结果13第十三页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -步骤步骤步骤步骤(bùzhòu)(bùzhòu)建模建模建模建模模型模型只能用于线性单元和材料，忽略各种非线性；只能用于线性单元和材料，忽略各种非线性；记住要输入密度；记住要输入密度；注意：注意： 如果如果ALPX〔热膨胀系数〕和〔热膨胀系数〕和 T均不为零，就有可能不经意地均不为零，就有可能不经意地包含了简谐热载荷。

为了防止这种事情发生，请将包含了简谐热载荷为了防止这种事情发生，请将ALPX设置为零设置为零. 如果参考温度如果参考温度 [TREF]与均匀节点温度与均匀节点温度 [TUNIF]不一致不一致, 那么那么(nà me) T为非零值；为非零值；请参阅第一章中的建模需要考虑的问题请参阅第一章中的建模需要考虑的问题14第十四页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -步骤步骤步骤步骤(bùzhòu)(bùzhòu)建模命令建模命令建模命令建模命令( (接上页接上页接上页接上页) )/PREP7ET,...MP,EX,...MP,DENS,…! 建立几何建立几何(jǐ hé)模型模型…! 划分网格划分网格...15第十五页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -步骤步骤步骤步骤(bùzhòu)(bùzhòu)选择分析类型和选项选择分析类型和选项选择分析类型和选项选择分析类型和选项3建模建模3选择分析类型和选项选择分析类型和选项3输入求解器，选择谐响应分析；输入求解器，选择谐响应分析；3主要分析选项是求解方法主要分析选项是求解方法-在后面讨在后面讨论；论；3规定规定(guīdìng)阻尼阻尼-在后面讨论。

在后面讨论典型典型(diǎnxíng)命令命令:/SOLUANTYPE,HARMIC,NEW16第十六页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -步骤步骤步骤步骤选择选择选择选择(xuǎnzé)(xuǎnzé)分析类型和选项〔接上页〕分析类型和选项〔接上页〕分析类型和选项〔接上页〕分析类型和选项〔接上页〕分析选项分析选项求解方法求解方法 - 完整法、缩减法和模态叠加完整法、缩减法和模态叠加法缺省为完整法；法缺省为完整法；自由度输出格式自由度输出格式 - 主要用于批处理方式主要用于批处理方式中；中；集中质量矩阵集中质量矩阵推荐用于如果结构的一个方向推荐用于如果结构的一个方向(fāngxiàng)的尺寸远小于另两个方的尺寸远小于另两个方向向(fāngxiàng)的尺寸的情况中例的尺寸的情况中例如：细长梁与薄壳如：细长梁与薄壳典型典型(diǎnxíng)命令命令:HROPT,...HROUT,…LUMPM,...17第十七页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -步骤步骤步骤步骤选择选择选择选择(xuǎnzé)(xuǎnzé)分析类型和选项〔接上页〕分析类型和选项〔接上页〕分析类型和选项〔接上页〕分析类型和选项〔接上页〕阻尼阻尼(zǔní)从从-阻尼阻尼(zǔní)、、-阻尼阻尼(zǔní)和阻尼和阻尼(zǔní)率中选取率中选取阻尼阻尼(zǔní)率最常用率最常用典型典型(diǎnxíng)命令命令:ALPHAD,…BETAD,…DMPRAT,...18第十八页，共98页。

谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -步骤步骤步骤步骤施加谐波载荷施加谐波载荷施加谐波载荷施加谐波载荷(zài hè)(zài hè)并求解并求解并求解并求解3建模建模3选择分析类型和选项选择分析类型和选项3施加谐波载荷并求解施加谐波载荷并求解3所有施加的载荷以规定的频率〔或频率范围〕简谐地所有施加的载荷以规定的频率〔或频率范围〕简谐地变化变化3“载荷〞包括：载荷〞包括：3位移约束位移约束-零或非零的零或非零的3作用力作用力3压强压强3注意：注意： 如果要施加重力如果要施加重力(zhònglì)和热载荷，它们也和热载荷，它们也被当作简谐变化的载荷来考虑！被当作简谐变化的载荷来考虑！典型典型(diǎnxíng)命令命令:DK,… ! 或或 D或或DSYMDA,...DL,…19第十九页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -步骤步骤步骤步骤施加施加施加施加(shījiā)(shījiā)谐波载荷并求解〔接上页〕谐波载荷并求解〔接上页〕谐波载荷并求解〔接上页〕谐波载荷并求解〔接上页〕规定谐波载荷时要包括：规定谐波载荷时要包括：振幅和相角振幅和相角频率频率阶梯载荷对线性变化载荷的说明阶梯载荷对线性变化载荷的说明振幅和相角振幅和相角载荷值〔大小载荷值〔大小(dàxiǎo)〕代表振幅〕代表振幅 Fmax相角相角 f 是在两个或两个以上谐波载荷间的相位差，是在两个或两个以上谐波载荷间的相位差，单一载荷不需要相角单一载荷不需要相角 f 实部虚部fF1maxF2max20第二十页，共98页。

谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -步骤步骤步骤步骤施加谐波施加谐波施加谐波施加谐波(xié bō)(xié bō)载荷并求解〔接上页〕载荷并求解〔接上页〕载荷并求解〔接上页〕载荷并求解〔接上页〕振幅和相角〔接上页〕振幅和相角〔接上页〕ANSYS 不能直接输入振幅和相角，而是规定实部和不能直接输入振幅和相角，而是规定实部和虚局部量；虚局部量；例如，施加两个简谐力例如，施加两个简谐力 F1和和 F2 ，其相角相差，其相角相差 f:F1real = F1max (F1的振幅的振幅)F1imag = 0F2real = F2maxcosfF2imag = F2maxsinf可以使用可以使用APDL语言计算，但要确保语言计算，但要确保(quèbǎo)角度单角度单位为度〔缺省为弧度〕位为度〔缺省为弧度〕实部虚部fF1maxF2max21第二十一页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -步骤步骤步骤步骤(bùzhòu)(bùzhòu)施加谐波载荷并求解命令〔接上页〕施加谐波载荷并求解命令〔接上页〕施加谐波载荷并求解命令〔接上页〕施加谐波载荷并求解命令〔接上页〕*AFUN,DEGFK,…F,…SFA,…SFL,…SFE,…SF,…22第二十二页，共98页。

谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -步骤步骤步骤步骤施加谐波载荷施加谐波载荷施加谐波载荷施加谐波载荷(zài hè)(zài hè)并求解〔接上页〕并求解〔接上页〕并求解〔接上页〕并求解〔接上页〕23第二十三页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -步骤步骤步骤步骤施加谐波施加谐波施加谐波施加谐波(xié bō)(xié bō)载荷并求解〔接上页〕载荷并求解〔接上页〕载荷并求解〔接上页〕载荷并求解〔接上页〕谐波载荷的频率谐波载荷的频率(pínlǜ)：：通过频率通过频率(pínlǜ)范围和在频率范围和在频率(pínlǜ)范围内的子范围内的子步数量来规定每秒的循环次数〔赫兹〕；步数量来规定每秒的循环次数〔赫兹〕；例如，在例如，在0-50频率频率(pínlǜ)范围内有范围内有10个子步时将给个子步时将给出在出在5，，10，，15...45和和50Hz等频率等频率(pínlǜ)上的上的解；而同一频率解；而同一频率(pínlǜ)范围只有一个子步时，范围只有一个子步时，那么只给出那么只给出50Hz频率频率(pínlǜ)上的解典型典型(diǎnxíng)命令命令:HARFRQ,…NSUBST,…KBC,124第二十四页，共98页。

谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -步骤步骤步骤步骤施加施加施加施加(shījiā)(shījiā)谐波载荷并求解〔接上页〕谐波载荷并求解〔接上页〕谐波载荷并求解〔接上页〕谐波载荷并求解〔接上页〕阶梯载荷对线性变化载荷：阶梯载荷对线性变化载荷：采用假设干子步，可以逐渐地施加采用假设干子步，可以逐渐地施加(shījiā)载荷〔线性变化载荷〕，或者在第一载荷〔线性变化载荷〕，或者在第一个子步立刻施加个子步立刻施加(shījiā)载荷〔阶梯载荷〕；载荷〔阶梯载荷〕；谐波载荷通常是阶梯加载，因为载荷值代表的是最大振幅谐波载荷通常是阶梯加载，因为载荷值代表的是最大振幅25第二十五页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -步骤步骤步骤步骤施加谐波载荷施加谐波载荷施加谐波载荷施加谐波载荷(zài hè)(zài hè)并求解〔接上页〕并求解〔接上页〕并求解〔接上页〕并求解〔接上页〕•在施加谐波在施加谐波(xié bō)载荷后，下一步就是开始求解载荷后，下一步就是开始求解•通常采用一个载荷步，但是可以采用假设干子步，通常采用一个载荷步，但是可以采用假设干子步，且每个子步具有不同的频率范围且每个子步具有不同的频率范围典型典型(diǎnxíng)命令命令:HARFRQ,…NSUBST,…KBC,126第二十六页，共98页。

谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -步骤步骤步骤步骤(bùzhòu)(bùzhòu)观看结果观看结果观看结果观看结果3健摸健摸3选择选择(xuǎnzé)分析类型和选项分析类型和选项3施加谐波载荷并求解施加谐波载荷并求解3观看结果观看结果3分三步分三步3绘制结构上的特殊点处的位移绘制结构上的特殊点处的位移-频率曲线频率曲线3确定各临界频率和相应的相角确定各临界频率和相应的相角3观看整个结构在各临界频率和相角时的位移和应力观看整个结构在各临界频率和相角时的位移和应力采用采用(cǎiyòng)POST26，时程后处，时程后处理器理器采用采用POST1，通用后处理器，通用后处理器27第二十七页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -步骤步骤步骤步骤(bùzhòu)(bùzhòu)观看结果观看结果观看结果观看结果 - POST26 - POST26位移位移-频率关系曲线频率关系曲线首先定义首先定义 POST26 变量变量节点和单元数据表节点和单元数据表用大于等于二的数据识别用大于等于二的数据识别变量变量1包含包含(bāohán)各频率，并是预先定义了的各频率，并是预先定义了的28第二十八页，共98页。

谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -步骤步骤步骤步骤(bùzhòu)(bùzhòu)观看结果观看结果观看结果观看结果 - POST26 - POST26〔接上页〕〔接上页〕〔接上页〕〔接上页〕•定义变量〔接上页〕定义变量〔接上页〕•挑选挑选(tiāoxuǎn)可能发生最大变形的节点，然后选择自由度的方向；可能发生最大变形的节点，然后选择自由度的方向；•定义变量的列表被更新定义变量的列表被更新29第二十九页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -步骤步骤步骤步骤(bùzhòu)(bùzhòu)观看结果观看结果观看结果观看结果 - POST26 - POST26〔接上页〕〔接上页〕〔接上页〕〔接上页〕•定义变量定义变量•画变量关系画变量关系(guān xì)曲线曲线典型典型(diǎnxíng)命令命令:/POST26NSOL,…PLVAR,...30第三十页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -步骤步骤步骤步骤(bùzhòu)(bùzhòu)观看结果观看结果观看结果观看结果 - POST26 - POST26〔接上页〕〔接上页〕〔接上页〕〔接上页〕确定各临界频率和相角确定各临界频率和相角用图形显示最高振幅发生时的频率；用图形显示最高振幅发生时的频率；由于位移与施加的载荷不同步〔如果存在阻尼由于位移与施加的载荷不同步〔如果存在阻尼(zǔní)的话〕，需要确定出现最大的话〕，需要确定出现最大振幅时的相角；振幅时的相角；要进行上述工作，首先要选择振幅要进行上述工作，首先要选择振幅+相位选项。

相位选项31第三十一页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -步骤步骤步骤步骤(bùzhòu)(bùzhòu)观看结果观看结果观看结果观看结果 - POST26 - POST26〔接上页〕〔接上页〕〔接上页〕〔接上页〕–然后用表列出变量然后用表列出变量–时时–下一步下一步(yī bù)就是观看整个模型在该就是观看整个模型在该频率和相角下的位移和应力〔使用频率和相角下的位移和应力〔使用POST1)典型典型(diǎnxíng)命令命令:PRCPLX,1PRVAR,…FINISH32第三十二页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -步骤步骤步骤步骤(bùzhòu)(bùzhòu)观看结果观看结果观看结果观看结果 - POST1 - POST1观看观看(guānkàn)整个结构的结果整个结构的结果进入进入POST1，且列出结果综述表，确定临界频率的载荷步和子步序号；，且列出结果综述表，确定临界频率的载荷步和子步序号；典型典型(diǎnxíng)命令命令:/POST1SET,LIST33第三十三页，共98页谐响应分析谐响应分析谐响应分析谐响应分析- -步骤步骤步骤步骤观看观看观看观看(guānkàn)(guānkàn)结果结果结果结果 - POST1 - POST1〔接上页〕〔接上页〕〔接上页〕〔接上页〕•使用使用 HRCPLX 命令读入在期望命令读入在期望(qīwàng)频频率和相角时的结果：率和相角时的结果：•HRCPLX, LOADSTEP, SUBSTEP, PHASE, ...•例如：例如： •绘制变形图，应力等值线图和其它期望绘制变形图，应力等值线图和其它期望(qīwàng)的结果。

的结果典型典型(diǎnxíng)命令命令:HRCPLX,…PLDISP,2PLNSOL,…FINISH34第三十四页，共98页谐响应分析步骤谐响应分析步骤(bùzhòu)3建立模型建立模型3选择分析选择分析(fēnxī)类型和选项类型和选项3施加谐波载荷和求解施加谐波载荷和求解3观看结果观看结果35第三十五页，共98页第四节：第四节： 实例实例(shílì)-谐响应分析谐响应分析•在这个实例分析中，结果考察由安装在这个实例分析中，结果考察由安装(ānzhuāng)在两端固支梁上的在两端固支梁上的旋转机械产生的简谐力在该梁上引起的谐响应；旋转机械产生的简谐力在该梁上引起的谐响应；•详细内容请参阅动力学实例分析补充资料详细内容请参阅动力学实例分析补充资料36第三十六页，共98页第四章第四章瞬态动力瞬态动力(dònglì)分析分析第三十七页，共98页第四章：瞬态动力第四章：瞬态动力(dònglì)分析分析第一节：瞬态动力分析的定义第一节：瞬态动力分析的定义(dìngyì)和目的和目的第二节：瞬态分析状态的根本术语和概念第二节：瞬态分析状态的根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38第三十八页，共98页。

瞬态分析瞬态分析第一节：定义第一节：定义(dìngyì)和目的和目的什么什么(shén me)是瞬态动力分析是瞬态动力分析?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；响应的技术；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：应力和应随时间变化的位移和其它的导出量，如：应力和应变39第三十九页，共98页瞬态分析瞬态分析(fēnxī)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；器、建筑框架以及悬挂系统等；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机器部件；移动装置以及其它机器部件；承受撞击承受撞击(zhuàngjī)和颠簸的家庭和办公设备，如：和颠簸的家庭和办公设备，如：移动移动 、笔记本电脑和真空吸尘器等笔记本电脑和真空吸尘器等。

40第四十页，共98页瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析(fēnxī)(fēnxī)第二节：术语和概念第二节：术语和概念第二节：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(rúxià)：：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41第四十一页，共98页瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析(fēnxī) – (fēnxī) – 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；•按照按照(ànzhào)求解方法，求解方法， ANSYS 允许在瞬态动力分析中包括各允许在瞬态动力分析中包括各种类型的非线性种类型的非线性- 大变形、接触、塑性等等大变形、接触、塑性等等42第四十二页，共98页瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析(fēnxī)- (fēnxī)- 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方法求解方法求解运动求解运动(yùndòng)方程方程直接直接(zhíjiē)积分法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43第四十三页，共98页。

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(gàiniàn)(gàiniàn)求解方法求解方法求解方法求解方法 〔接上页〕〔接上页〕〔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〔在第六章中讨论〕模态叠加法〔在第六章中讨论〕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，需求运动方程可以直接对时间按步积分在每个时间点，需求(xūqiú)解一组联立的静态平衡方程〔解一组联立的静态平衡方程〔F=ma〕；〕；ANSYS 采用采用Newmark 法这种隐式时间积分法；法这种隐式时间积分法；ANSYS/LS-DYNA 那么采用显式时间积分法；那么采用显式时间积分法；有关显式法和隐式法的讨论请参见第一章有关显式法和隐式法的讨论请参见第一章44第四十四页，共98页瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析(fēnxī)- (fēnxī)- 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；•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度等矩阵，主自由度是完全自由度的子集；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，还有是近似的此外，还有其它的一些缺陷其它的一些缺陷(quēxiàn)，但不在此讨论但不在此讨论•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；•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45第四十五页，共98页瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析(fēnxī)- (fēnxī)- 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 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 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•ITS 应足够小以获取以下应足够小以获取以下(yǐxià)数据：数据：•响应频率响应频率•载荷突变载荷突变•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〔假设存在〕波传播效应〔假设存在〕46第四十六页，共98页。

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(gàiniàn)(gàiniàn)积分时间步长〔接上页〕积分时间步长〔接上页〕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类型载荷会在结构中激发(jīfā)不同不同的频率〔响应频率〕；的频率〔响应频率〕；ITS应足够小以获取所关心的最高响应频应足够小以获取所关心的最高响应频率率 〔最低响应周期〕；〔最低响应周期〕；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：Dt = 1/20f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响应(xiǎngyìng)周期47第四十七页，共98页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(gàiniàn)(gàiniàn)积分时间步长〔接上页〕积分时间步长〔接上页〕积分时间步长〔接上页〕积分时间步长〔接上页〕载荷突变载荷突变(tūbiàn)ITS 应足够小以获取载荷突变应足够小以获取载荷突变(tūbiàn)LoadtLoadt48第四十八页，共98页。

瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析(fēnxī) - (fēnxī) - 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〕积分时间步长〔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，间隙当两个物体发生接触，间隙(jiàn xì)或接触外表或接触外表通常用刚度〔间隙通常用刚度〔间隙(jiàn xì)刚度〕来描述；刚度〕来描述；ITS应足够小以获取间隙应足够小以获取间隙(jiàn xì)“弹簧〞频率；弹簧〞频率；建议每个循环三十个点，这才足以获取在两物体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，比此更小的间的动量传递，比此更小的ITS 会造成能量损会造成能量损失，并且冲击可能不是完全弹性的失，并且冲击可能不是完全弹性的49第四十九页，共98页瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析(fēnxī) - (fēnxī) - 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〕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显著〔如下落时以一端着地的细棒〕细棒〕需要很小的需要很小的ITS ，并且在沿波传播，并且在沿波传播的方向需要精细的网格划分的方向需要精细的网格划分(huà fēn)显式积分法〔在显式积分法〔在ANSYS-LS/DYNA采用〕可能对此更为采用〕可能对此更为适用适用50第五十页，共98页。

瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析(fēnxī)(fēnxī)第三节：步骤第三节：步骤第三节：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•选择分析类型选择分析类型(lèixíng)和选项和选项•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51第五十一页，共98页瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析(fēnxī)(fēnxī)步骤步骤步骤步骤建建建建 模模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其余参见第一章建模所要考虑(kǎolǜ)的问题的问题52第五十二页，共98页瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤(bùzhòu)(bùzhòu)建模命令建模命令建模命令建模命令( (接上页接上页接上页接上页) )/PREP7ET,...MP,EX,...MP,DENS,…! 建立几何模型建立几何模型(móxíng)…! 划分网格划分网格...53第五十三页，共98页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选择选择选择(xuǎnzé)(xuǎnzé)分析类型和选项分析类型和选项分析类型和选项分析类型和选项3建模建模3选择选择(xuǎnzé)分析类型和选项：分析类型和选项：3进入求解器并选择进入求解器并选择(xuǎnzé)瞬态分析瞬态分析3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3阻尼阻尼 – 将在下面讨论将在下面讨论典型典型(diǎnxíng)命令命令:/SOLUANTYPE，，TRANS，，NEW54第五十四页，共98页。

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选择选择选择(xuǎnzé)(xuǎnzé)分析类型和选项〔接上页〕分析类型和选项〔接上页〕分析类型和选项〔接上页〕分析类型和选项〔接上页〕求解求解(qiú jiě)方法方法完整矩阵方法为缺省方法允许以下非线完整矩阵方法为缺省方法允许以下非线性选项：性选项：大变形大变形应力硬化应力硬化Newton-Raphson 解法解法集中质量矩阵集中质量矩阵主要用于细长梁和薄壁壳或波的传播主要用于细长梁和薄壁壳或波的传播公式求解公式求解(qiú jiě)器器由程序自行选择由程序自行选择55第五十五页，共98页瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤(bùzhòu)(bùzhòu)选择分析类型和选项命令〔接上页〕选择分析类型和选项命令〔接上页〕选择分析类型和选项命令〔接上页〕选择分析类型和选项命令〔接上页〕TRNOPT，，FULLNLGEOM，，…SSTIF，，…NROPT，，…LUMPM，，…EQSLV，，...56第五十六页，共98页瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤(bùzhòu)(bùzhòu)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 α和和b阻尼均可用；阻尼均可用；在大多数情况在大多数情况(qíngkuàng)下，忽略下，忽略α阻尼阻尼〔粘性阻尼〕，仅规定〔粘性阻尼〕，仅规定b阻尼〔由滞后阻尼〔由滞后造成的阻尼〕：造成的阻尼〕：b = 2/w式中式中 x 为阻尼比，为阻尼比，w 为主要响应频率为主要响应频率 〔〔rad/sec〕。

〕典型典型(diǎnxíng)命令命令:ALPHAD，，…BETAD，，…57第五十七页，共98页瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤(bùzhòu)(bùzhòu)规定边界条件和初始条件规定边界条件和初始条件规定边界条件和初始条件规定边界条件和初始条件3建模建模3选择选择(xuǎnzé)分析类型和选项分析类型和选项3规定边界条件和初始条件规定边界条件和初始条件3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：3固定点〔约束〕固定点〔约束〕3对称条件对称条件3重力重力3初始条件将在下面讨论初始条件将在下面讨论58第五十八页，共98页瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤(bùzhòu)(bùzhòu)规定边界条件和初始条件命令规定边界条件和初始条件命令规定边界条件和初始条件命令规定边界条件和初始条件命令( (接上页接上页接上页接上页) )DK，，…! 或或 D或或 DSYMDL，，…DA，，…ACEL，，…OMEGA，，...59第五十九页，共98页瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析(fēnxī)(fēnxī)步骤步骤步骤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〕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〕初始条件初始条件时间时间(shíjiān)t = 0时的条件：时的条件：u0，， v0，， a0 它们的缺省值为，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)60第六十页，共98页。

瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤(bùzhòu)(bùzhòu)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〕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(kāishǐ)当只需在模型的一局部上施加初始条件时，例如，用强加的位移将悬臂当只需在模型的一局部上施加初始条件时，例如，用强加的位移将悬臂梁的自由端从平衡位置梁的自由端从平衡位置“拨〞开时，这种方法是有用的；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 Condit’n > 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61第六十一页，共98页瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析(fēnxī)(fēnxī)步骤步骤步骤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〕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〕实例实例 - 物体从静止状态下落物体从静止状态下落这种情况这种情况(qíngkuàng) a0=g 〔重力加速度〕〔重力加速度〕v0=0采用静载荷步法采用静载荷步法载荷步载荷步1：：关闭瞬态效应。

用关闭瞬态效应用TIMINT，，OFF 命令或命令或Solution > Time/Frequenc > Time Integration...采用小的时间间隔，例，采用小的时间间隔，例， 0.001；；采用采用2 个子步，个子步， 分步加载〔如果采用线性载荷或一个子步，分步加载〔如果采用线性载荷或一个子步， v0 就将是就将是非零的〕；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62第六十二页，共98页瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤(bùzhòu)(bùzhòu)规定边界条件和初始条件命令〔接上页〕规定边界条件和初始条件命令〔接上页〕规定边界条件和初始条件命令〔接上页〕规定边界条件和初始条件命令〔接上页〕! 载荷步载荷步 1TIMINT，，OFF! 关闭瞬态效应关闭瞬态效应TIME，，0.001! 小的时间间隔小的时间间隔NSEL，，… ! 选择所有小物体的所有节点选择所有小物体的所有节点D，，ALL，，ALL，，0! 并在所有方向上定义固定并在所有方向上定义固定(gùdìng)约束约束NSEL，，ALLACEL，，… ! 加速度值加速度值NSUBST，，2! 两个子步两个子步KBC，，1 ! 阶梯载荷阶梯载荷SOLVE63第六十三页，共98页。

瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤(bùzhòu)(bùzhòu)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〕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〕•载荷步载荷步 2：：•翻开瞬态效应；翻开瞬态效应；•释放物体，例如，释放物体，例如， 删除物体上的删除物体上的 DOF 自由度自由度约束；约束；•规定终止时间，连续进行规定终止时间，连续进行(jìnxíng)瞬态分析瞬态分析Acelt0.00050.001Load step 164第六十四页，共98页瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤(bùzhòu)(bùzhòu)规定边界条件和初始条件命令〔接上页〕规定边界条件和初始条件命令〔接上页〕规定边界条件和初始条件命令〔接上页〕规定边界条件和初始条件命令〔接上页〕! 载荷载荷(zài hè)步步 2TIMINT，，ON ! 翻开瞬态效应开关翻开瞬态效应开关TIME，，… ! 指定载荷指定载荷(zài hè)步实际的终点时刻步实际的终点时刻NSEL，，… !选择所有小物体的所有节点选择所有小物体的所有节点DDELE，，ALL，，ALL ! 并删除所有约束并删除所有约束NSEL，，ALLSOLVE...65第六十五页，共98页。

瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤(bùzhòu)(bùzhòu)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〕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〕实例实例 – 将悬臂梁的自由端从平衡位置将悬臂梁的自由端从平衡位置“拨〞开拨〞开“这种情况时，在梁的自由端这种情况时，在梁的自由端 u00 ，， v0=0；；用静载荷用静载荷(zài hè)步法；步法；载荷载荷(zài hè)步步 1：：关闭瞬态效应用关闭瞬态效应用 TIMINT，，OFF 命令或命令或Solution > Time/Frequenc > Time Integration...采用小的时间间隔，例如，采用小的时间间隔，例如， 0.001；；2个子步，个子步， 分步加载〔如果采用线性载荷分步加载〔如果采用线性载荷(zài hè)或用一个子步，或用一个子步，v0 就就将是非零的〕；将是非零的〕；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66第六十六页，共98页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规定规定规定(guīdìng)(guīdìng)边界条件和初始条件命令〔接上页〕边界条件和初始条件命令〔接上页〕边界条件和初始条件命令〔接上页〕边界条件和初始条件命令〔接上页〕! 载荷步载荷步 1TIMINT，，OFF! 关闭瞬态效应关闭瞬态效应TIME，，0.001! 小的时间小的时间(shíjiān)间隔间隔D，，… ! 在指定节点定义强制位移在指定节点定义强制位移NSUBST，，2! 两个子步两个子步KBC，，1 ! 阶梯载荷步阶梯载荷步SOLVE67第六十七页，共98页。

瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析(fēnxī)(fēnxī)步骤步骤步骤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〕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〕•载荷步载荷步2：：•翻开瞬态效应；翻开瞬态效应；•删除强加位移；删除强加位移；•指定终止指定终止(zhōngzhǐ)时间，连续进行瞬态分析时间，连续进行瞬态分析68第六十八页，共98页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规定规定规定(guīdìng)(guīdìng)边界条件和初始条件命令〔接上页〕边界条件和初始条件命令〔接上页〕边界条件和初始条件命令〔接上页〕边界条件和初始条件命令〔接上页〕! 载荷步载荷步 2TIMINT，，ON ! 翻开瞬态效应翻开瞬态效应(xiàoyìng)开关开关TIME，，… ! 指定载荷步实际的终点时刻指定载荷步实际的终点时刻DDELE，，… ! 删除所有强制位移删除所有强制位移...SOLVE...69第六十九页，共98页瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤(bùzhòu)(bùzhòu)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〕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〕实例实例 - 高尔夫球棒端头的初速度高尔夫球棒端头的初速度假定只对高尔夫球棒端头建模，并且整个端头运动，假定只对高尔夫球棒端头建模，并且整个端头运动，这时有初始条件这时有初始条件v00。

同时又假定同时又假定 u0 = a0 = 0；；在这种情况下使用在这种情况下使用(shǐyòng)IC 命令法是方便的命令法是方便的选择球棒上的全部节点；选择球棒上的全部节点；用用 IC 命令施加初始速度或；命令施加初始速度或；选择选择 Solution > Apply > Initial Condit’n > Define +选用全部节点选用全部节点选择方向并输入速度值选择方向并输入速度值激活全部节点；激活全部节点；规定终止时间，施加其它载荷条件〔如果存在的话〕，规定终止时间，施加其它载荷条件〔如果存在的话〕，然后求解然后求解70第七十页，共98页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规定规定规定(guīdìng)(guīdìng)边界条件和初始条件命令〔接上页〕边界条件和初始条件命令〔接上页〕边界条件和初始条件命令〔接上页〕边界条件和初始条件命令〔接上页〕NSEL，，…IC，，…NSEL，，ALLTIME，，……SOLVE71第七十一页，共98页瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤(bùzhòu)(bùzhòu)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〕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〕实例实例 – 承受冲击载荷的固定平板承受冲击载荷的固定平板此种情况下此种情况下 u0 = v0 = a0 = 0；；这些这些(zhèxiē)初始条件都是初始条件都是ANSYS中的缺省初始条件值，所以这里不中的缺省初始条件值，所以这里不必再规定它们！必再规定它们！只施加边界条件和冲击载荷，然后求解。

只施加边界条件和冲击载荷，然后求解72第七十二页，共98页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施加时间施加时间- -历程历程历程历程(lìchéng)(lìchéng)载荷并求解载荷并求解载荷并求解载荷并求解3建模建模3选择选择(xuǎnzé)分析类型和选项分析类型和选项3规定边界条件和初始条件规定边界条件和初始条件3施加时间施加时间-历程载荷和求解历程载荷和求解3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3这类载荷有两种施加方法：这类载荷有两种施加方法：3列表输入法列表输入法3多载荷步施加法多载荷步施加法LoadtLoadtLoadt73第七十三页，共98页Forcet瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤(bùzhòu)(bùzhòu)施加时间施加时间施加时间施加时间- -历程载荷并求解〔接上页〕历程载荷并求解〔接上页〕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允许定义载荷(zài hè)随时间变化的表〔用数组参数〕并采用此表作为载荷随时间变化的表〔用数组参数〕并采用此表作为载荷(zài hè)；；尤其是在同时有几种不同的载荷尤其是在同时有几种不同的载荷(zài hè)，而每种载荷，而每种载荷(zài hè)又都有它自又都有它自己的时间历程时很方便；己的时间历程时很方便；例如，要施加以以下图所示的力随时间变化曲线：例如，要施加以以下图所示的力随时间变化曲线：1. 选择选择 Solution > Apply > Force/Moment > On Nodes，然后拾取所需，然后拾取所需节点节点1074第七十四页，共98页。

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施加时间施加时间(shíjiān)-(shíjiān)-历程载荷并求解命令〔接上页〕历程载荷并求解命令〔接上页〕历程载荷并求解命令〔接上页〕历程载荷并求解命令〔接上页〕! 首先定义载荷首先定义载荷(zài hè)-时间数组时间数组*DIM，，FORCE，，TABLE，，5，，1，，，，TIME! 类型表数组类型表数组FORCE(1，，0)=0，，0.5，，1，，1.01，，1.5! 时间值时间值FORCE(0，，1)=0，，22.5，，10，，0，，0! 载荷载荷(zài hè)值值! 然后将力数组定义到指定的节点上然后将力数组定义到指定的节点上NSEL，，… ! 选择指定的节点选择指定的节点F，，ALL，，FZ，，%FORCE% ! 在所有选择节点上定义表载荷在所有选择节点上定义表载荷(zài hè)NSEL，，ALL...75第七十五页，共98页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施加时间施加时间- -历程历程历程历程(lìchéng)(lìchéng)载荷并求解〔接上页〕载荷并求解〔接上页〕载荷并求解〔接上页〕载荷并求解〔接上页〕2.选择力方向和选择力方向和 “新表新表New table〞，〞， 然然后确定后确定(quèdìng)〔〔OK〕；〕；3.输入表名和行数〔时间点的数量〕，然输入表名和行数〔时间点的数量〕，然后确定后确定(quèdìng)〔〔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；；76第七十六页，共98页。

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施加时间施加时间(shíjiān)-(shíjiān)-历程载荷并求解〔接上页〕历程载荷并求解〔接上页〕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 > 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，规定输出控制激活自动时间步，规定输出控制(kòngzhì)，然后求解〔稍后讨论〕然后求解〔稍后讨论〕典型典型(diǎnxíng)命令命令: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，，…SOLVE77第七十七页，共98页瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤瞬态分析步骤(bùzhòu)(bùzhòu)施加时间施加时间施加时间施加时间- -历程载荷并求解〔接上页〕历程载荷并求解〔接上页〕历程载荷并求解〔接上页〕历程载荷并求解〔接上页〕多载荷多载荷(zài hè)步法步法允许在单个的载荷允许在单个的载荷(zài hè)步中施加载荷步中施加载荷(zài hè)—时间曲线中的一段载荷时间曲线中的一段载荷(zài hè)；；不必用数组参数，只需施加每段载荷不必用数组参数，只需施加每段载荷(zài hè)并且并且或者求解该载荷或者求解该载荷(zài hè)步或者将其写入一个载步或者将其写入一个载荷荷(zài hè)步文件中步文件中 (LSWRITE)。

78第七十八页，共98页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施加施加施加(shījiā)(shījiā)时间时间时间时间- -历程载荷并求解〔接上页〕历程载荷并求解〔接上页〕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.对施加方法对施加方法(fāngfǎ)作出方案，这种情况作出方案，这种情况需用三个载荷步：一个为递增线性载荷，一个需用三个载荷步：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；为递减线性载荷，另一个为阶梯式的除去载荷；Forcet102. 定义载荷步定义载荷步 1：：在要求的节点上施加单位的力；在要求的节点上施加单位的力；规定规定(guīdìng)施加此力的终止时间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，规定(guīdìng)输出控制输出控制 *，， 或者进行求解，或将或者进行求解，或将此载荷步写入载荷步文件中此载荷步写入载荷步文件中将在后面讨论将在后面讨论79第七十九页，共98页。

瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析(fēnxī)(fēnxī)步骤步骤步骤步骤施加时间施加时间施加时间施加时间- -历程载荷并求解命令〔接上页〕历程载荷并求解命令〔接上页〕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力TIME，，0.5 ! 终点时间终点时间DELTIM，，… ! 积分积分(jīfēn)时间步长时间步长KBC，，0 ! 斜坡载荷斜坡载荷AUTOTS，，ONOUTRES，，…SOLVE ! 或或LSWRITE80第八十页，共98页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施加时间施加时间- -历程载荷历程载荷历程载荷历程载荷(zài hè)(zài hè)并求解〔接上页〕并求解〔接上页〕并求解〔接上页〕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(bùbì)重新指定积分时间步长或线性载重新指定积分时间步长或线性载荷条件；荷条件；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81第八十一页，共98页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施加时间施加时间- -历程历程历程历程(lìchéng)(lìchéng)载荷并求解命令〔接上页〕载荷并求解命令〔接上页〕载荷并求解命令〔接上页〕载荷并求解命令〔接上页〕•! 载荷步载荷步 2•F，，…! 在指定在指定(zhǐdìng)的节点上定义力的节点上定义力10.0 •TIME，，1.0! 终点时间终点时间•SOLVE! 或或 LSWRITE•! 载荷步载荷步 3•FDELE，，… ! 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•SOLVE! 或或LSWRITE82第八十二页，共98页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施加时间施加时间- -历程历程历程历程(lìchéng)(lìchéng)载荷并求解〔接上页〕载荷并求解〔接上页〕载荷并求解〔接上页〕载荷并求解〔接上页〕•积分时间步长积分时间步长(ITS) ，自动时间步长和输入控制为时间，自动时间步长和输入控制为时间-历程加载的重历程加载的重要组成局部；要组成局部；•上面上面(shàng miɑn)已经讨论了如何计算已经讨论了如何计算ITS，为了规定，为了规定 ITS，采用，采用DELTIM 命令或在主菜单中选择命令或在主菜单中选择Solution > Time/Frequenc > Time - Time Step…83第八十三页，共98页。

瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析(fēnxī)(fēnxī)步骤步骤步骤步骤施加时间施加时间施加时间施加时间- -历程载荷并求解〔接上页〕历程载荷并求解〔接上页〕历程载荷并求解〔接上页〕历程载荷并求解〔接上页〕自动时间自动时间(shíjiān)步长步长采用一种算法自动计算瞬态分析过程中适宜的采用一种算法自动计算瞬态分析过程中适宜的ITS大小大小建议激活自动时间建议激活自动时间(shíjiān)步长功能，并规定步长功能，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〞选项程序选择〞选项注意注意: 在中，总体求解器控制开关在中，总体求解器控制开关[SOLCONTROL]的缺省状态为开，的缺省状态为开， 建议建议保存这一状态，更为重要的是，不要在载荷步之间翻开或关闭此开保存这一状态，更为重要的是，不要在载荷步之间翻开或关闭此开关关84第八十四页，共98页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施加施加施加(shījiā)(shījiā)时间时间时间时间- -历程载荷并求解〔接上页〕历程载荷并求解〔接上页〕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工程写入结典型的选择是对每个子步将全部工程写入结果文件中。

这样做的结果是：果文件中这样做的结果是：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可能(kěnéng)造成结果文件过大造成结果文件过大典型典型(diǎnxíng)命令命令:OUTRES，，ALL，，ALL85第八十五页，共98页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施加时间施加时间- -历程载荷历程载荷历程载荷历程载荷(zài hè)(zài hè)并求解〔接上页〕并求解〔接上页〕并求解〔接上页〕并求解〔接上页〕求解求解采用采用 SOLVE 命令命令(mìng lìng)〔或者，如果已写〔或者，如果已写成了结果文件，那么采用成了结果文件，那么采用 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典型(diǎnxíng)命令命令:SOLVE! 或或 LSSOLVEFINISH86第八十六页，共98页瞬态分析结果瞬态分析结果瞬态分析结果瞬态分析结果(jiē guǒ)(jiē guǒ)观察结果观察结果观察结果观察结果(jiē guǒ)(jiē guǒ)3建模建模3选择分析类型和选项选择分析类型和选项3指定边界和初始条件指定边界和初始条件3施加时间施加时间-历程载荷并求解历程载荷并求解3观察结果观察结果3由三步构成：由三步构成：3绘制结构中某些绘制结构中某些(mǒu xiē)特殊点的结果特殊点的结果-时间曲时间曲线线3确定临界时间点确定临界时间点3观察在这些临界时间点处整个结构上的结果观察在这些临界时间点处整个结构上的结果采用(cǎiyòng) POST26，时间-历程后处理器采用 POST1，通用后处理器87第八十七页，共98页。

瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析(fēnxī)(fēnxī)结果结果结果结果观察结果观察结果观察结果观察结果- POST26- 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(dìngyì) 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，并且是预见定义含有各时间点，并且是预见定义(dìngyì)了的了的88第八十八页，共98页瞬态分析结果瞬态分析结果瞬态分析结果瞬态分析结果(jiē guǒ)(jiē guǒ)观察结果观察结果观察结果观察结果(jiē guǒ)- POST26(jiē guǒ)- POST26〔接上页〕〔接上页〕〔接上页〕〔接上页〕•定义变量定义变量 〔接上页〕〔接上页〕•拾取那些拾取那些(nàxiē)变形最大的节点，然后选择自由度的方向变形最大的节点，然后选择自由度的方向•更新变量定义表更新变量定义表89第八十九页，共98页瞬态分析结果瞬态分析结果瞬态分析结果瞬态分析结果(jiē guǒ)(jiē guǒ)观察结果观察结果观察结果观察结果(jiē guǒ)- POST26(jiē guǒ)- POST26〔接上页〕〔接上页〕〔接上页〕〔接上页〕•变量一旦已定义，就可以对它变量一旦已定义，就可以对它们们(tā men)绘图或列表绘图或列表典型典型(diǎnxíng)命令命令:/POST26NSOL，，…PLVAR，，...90第九十页，共98页。

瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析(fēnxī)(fēnxī)结果结果结果结果观察结果观察结果观察结果观察结果- POST26- POST26〔接上页〕〔接上页〕〔接上页〕〔接上页〕确定临界点确定临界点采用各种极值采用各种极值(jí zhí)列表〔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典型典型(diǎnxíng)命令命令:EXTREM，，…FINISH91第九十一页，共98页瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析(fēnxī)(fēnxī)结果结果结果结果观察结果观察结果观察结果观察结果- POST1- POST1观察观察(guānchá)在各临界时间点处整个结构上的结果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典型(diǎnxíng)命令命令:/POST1SET，，，，，， ，，，，0.02915! 读出结果对应的时刻读出结果对应的时刻92第九十二页，共98页。

瞬态分析瞬态分析瞬态分析瞬态分析(fēnxī)(fēnxī)结果结果结果结果观察结果观察结果观察结果观察结果- POST1- POST1〔接上页〕〔接上页〕〔接上页〕〔接上页〕•典型命令典型命令:•PLDISP，，… ! 变形变形(biàn xíng)形状形状•PLNSOL，，… ! 画等值图画等值图93第九十三页，共98页瞬态分析结果瞬态分析结果瞬态分析结果瞬态分析结果(jiē guǒ)(jiē guǒ)观察结果观察结果观察结果观察结果(jiē guǒ)- POST1(jiē guǒ)- POST1〔接上页〕〔接上页〕〔接上页〕〔接上页〕•典型命令典型命令:•/DSCALE，，，，1! 真实真实(zhēnshí)位移比例位移比例•PLDISP，，…94第九十四页，共98页瞬态分析瞬态分析(fēnxī)步骤步骤3建模建模3选择分析选择分析(fēnxī)类型和选项类型和选项3规定边界条件和初始条件规定边界条件和初始条件3施加时间施加时间-历程载荷并求解历程载荷并求解3观察结果观察结果95第九十五页，共98页第四节：实例第四节：实例(shílì) – 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弹起的瞬态响应(xiǎngyìng)•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96第九十六页，共98页。

谢谢(xiè xie)大家！第九十七页，共98页内容(nèiróng)总结ANSYS动力学分析旋转设备〔如压缩机、发动机、泵、涡轮机械等〕的支座、固定装置和部件(bùjiàn)探测共振响应，并在必要时防止其发生〔例如：借助于阻尼器来防止共振〕复位移滞后一个相位角〔相对于某一个基准而言〕模态叠加法**从前面的模态分析中得到各模态位移约束-零或非零的要进行上述工作，首先要选择振幅+相位选项有关显式法和隐式法的讨论请参见第一章ITS应足够小以获取所关心的最高响应频率 〔最低响应周期〕第九十八页，共98页。