ansys瞬态分析资料.ppt

《ansys瞬态分析资料.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、瞬态动力分析段志东制作瞬态动力分析A.瞬态动力分析的定义和目的B.瞬态分析的基本术语和概念C.在ANSYS中如何进行瞬态分析D.瞬态分析实例4-瞬态分析定义和目的什么是瞬态动力分析?分析结构在任意随时间变化载荷作用下的响应的技术输入数据作为时间函数的载荷（稍候详细说明）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4-瞬态分析…定义和目的瞬态动力分析用在以下的设计中：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、地面移动装置以及其它机器部件承受撞击和颠簸的家庭和办公设备

2、，如：便携式电话、笔记本电脑和真空吸尘器等4-瞬态分析B.术语和概念包括的主题如下：运动方程求解方法积分时间步长4-瞬态分析–术语和概念运动方程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在瞬态动力分析中，不同的分析方法允许包括各种类型的非线性特性（大变形、接触、塑性等）4-瞬态分析-术语和概念求解方法求解运动方程直接积分法模态叠加法隐式积分显式积分完全法缩减法完全法缩减法4-瞬态分析–术语和概念…求解方法运动方程的两种求解法：模态叠加法（稍候做专题讨论）直接积分法运动方程直接对时间分步积分，并

3、在每个时间点(time=0,Dt,2Dt,3Dt,….)求解一组同时发生的静态平衡方程(F=ma)提供了不同的积分方法：比如Centraldifference,Averageacceleration,Houbolt,WilsonQ,Newmark等4-ANSYS用Newmark积分方法：不同的a和d值将导致积分方法的变化（显式/隐式/平均加速度)，ansys可以使用替代参数γ(gamma),只要将γ设置为大于0的数，则方程就是无条件稳定的。通常设置γ为0.005。Newmark是一种隐式方法。ANSYS/LS-DYNA使用显式方法（向前差分

4、时间积分）。见第一章关于隐式和显式的讨论。瞬态分析-术语和概念…求解方法4-瞬态分析-术语和概念…求解方法求解时即可用缩减结构矩阵，也可用完整结构矩阵。缩减法用于快速求解不允许非线性(除间隙之外)根据主自由度写出[K]、[C]和[M]等矩阵，主自由度是所有自由度的一个子集缩减的[K]是精确的，但缩减的[C]和[M]是近似的。此外，还有其它的一些缺陷，但不在此讲座讨论完全法不进行缩减。采用完整的[K]、[C]和[M]矩阵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4-瞬态分析-术语和概念积分时间步长积分时间步长（亦称为ITS或Dt）是时

5、间积分法中的一个重要概念ITS是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瞬态分析中，对于缩减法和模态叠加法，ITS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，ANSYS能够自动调节时间步长4-积分时间步长（ITS）应小到足够获取下列数据：响应频率接触频率（如果存在的话）波传播效应（如果存在的话）非线性响应(塑性、蠕变和接触状态)瞬态分析-术语和概念…积分时间步长4-瞬态分析-术语和概念…积分时间步长响应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是载荷引起全部

6、频率的加权频率ITS应足够小到获取所关心的最高响应频率每个循环中有20个时间点应是足够的，即：Dt=1/20f式中f是所关心的响应频率响应周期4-响应频率(接上页)求解时，完全法给出响应频率和在每个周期的点数目的是保持每个周期20个点ANSYS自动增加或减少ITS来保证每个周期默认有20个点。需要加速度结果时ITS要更小些瞬态分析-术语和概念…积分时间步长4-瞬态分析-术语和概念…积分时间步长接触频率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ITS应足够小到获取间隙“弹簧”频率建议每个循环三十个点，这才足以获取在两物体间

7、的动量传递，比此更大的ITS会造成能量损失，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4-瞬态分析-术语和概念…积分时间步长波传播由冲击引起。在细长结构中更为显著（如下落时以一端着地的细棒）需要很小的ITS，并且在沿波传播的方向需要精细的网格划分显式积分法（在ANSYS-LS/DYNA采用）可能对此更为适用4-非线性响应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3种类型: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)单元非线性(接触,缆绳)在每个时间点，非线性要求迭代求解这些迭代被

8、称为平衡迭代瞬态分析-术语和概念…积分时间步长4-非线性响应(接上页)一般小的ITS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。这些非线性要求精确的加载历程。小的ITS