Ansys钢平台-多载荷步动力分析练习

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ansys中载荷步、载荷子步、时间步的关系[必读]

实际工况＝载荷步（时间步）＋载荷步（时间步）＋......载荷步＝载荷子步（时间增量）＋载荷子步（时间增量）＋......实体加载和有限元模型加载的区别：实体加载是不能利用叠加,所以实体加载要手工叠加。

对实体是覆盖,有限元模型加载是可以设置的。

有限元加载可以利用fcum 进行叠加。

比如,第一个荷载步,对关键点1施加10kn,第二荷载步也对关键点1施加10kn,则这两个荷载步结果是完全一致的。

第一个荷载步,对节点1施加10kn,第二荷载步也对节点1施加10kn,而且用命令fcum,add则第二荷载步是20kn的结果。

加载与载荷步、子步及平衡迭代次数的说明加载与载荷步、子步及平衡迭代次数的说明：一、加载方式的区别实体加载和有限元模型加载的区别：实体加载是不能利用叠加,所以实体加载要手工叠加。

对实体是覆盖,有限元模型加载是可以设置的。

有限元加载可以利用fcum 进行叠加。

比如,第一个荷载步,对关键点1施加10kn,第二荷载步也对关键点1施加10kn,则这两个荷载步结果是完全一致的。

第一个荷载步,对节点1施加10kn,第二荷载步也对节点1施加10kn,而且用命令fcum,add则第二荷载步是20kn的结果。

实体加载方法的优点：a、几何模型加载独立于有限元网格，重新划分网格或局部网格修改不影响载荷；b、加载的操作更加容易，尤其是在图形中直接拾取时；无论采取何种加载方式，ANSYS求解前都将载荷转化到有限元模型，因此加载到实体的载荷将自动转化到其所属的节点或单元上；二、载荷步及子步这些概念主要用于非线性分析或载荷随时间变化的问题。

根据问题的特点，可以将加载过程分为几个阶段进行，每一个阶段则作为一个载荷步。

比如做弹塑性分析时，可以通过试算初步估计开始屈服时的载荷，作为第一步，后续载荷作为第二步，等。

为了保证计算过程的收敛和结果精度(特别是在非线性分析时)，往往把一个载荷步又划分为若干子步，每个子步施加的载荷为该子步步长和整个载荷步长之比乘以该载荷步的载荷增量值。

ANSYS中多载荷步求解的三种方法

ANSYS中多载荷步求解的三种⽅法⼀.载荷步的含义⼀个载荷步是指边界条件和载荷选项的⼀次设置，⽤户可对此进⾏⼀次或多次求解。

⼀个分析过程可以包括：1.单⼀载荷步（常常这是⾜够的）2.多重载荷步有三种⽅法可以⽤来定义并求解多载荷步1.多次求解⽅法2.载荷步⽂件⽅法3.向量参数⽅法⼆.多次求解⽅法介绍多次求解⽅法是三种⽅法中最易理解的⽅法缺点：⽤户必须等到每⼀次求解完成后才能定义下⼀次载荷步（除⾮使⽤批处理⽅法）注意：只有在不离开求解过程时，此⽅法才有效。

否则，必须指⽰程序进⾏重启动为了使⽤多次求解⽅法：1.定义第⼀个载荷步并存盘2.进⾏求解3.不要退出求解器，按需要为第⼆次求解改变载荷步并存盘4.进⾏求解5.不要退出求解器，继续进⾏步骤3和步骤4直到所有的载荷步完成6.进⾏后处理三.载荷步⽂件⽅法介绍当⽤户想离开计算机时，使⽤此⽅法求解多重载荷步是很⽅便的程序将每个载荷步写到⼀个载荷步⽂件，此⽂件名为jobname.sxx（sxx 为载荷步号），然后使⽤⼀条命令，读进每个载荷步⽂件并开始求解为了使⽤载荷步⽂件⽅法：1.定义第⼀个载荷步2.将边界条件写进⽂件Main Menu: Solution >-Load Step Opts- Write LS File (jobname.sxx)…3.为了进⾏第⼆次求解按需要改变载荷条件4.将边界条件写到第⼆个⽂件5.利⽤载荷步⽂件进⾏求解Main Menu: Solution > -Solve- From LS Files (jobname.sxx)…四.向量参数⽅法介绍主要⽤于瞬态和⾮线性稳－静态分析。

使⽤向量参数和循环语句来定义⼀个载荷随时间变化的表*DO,FYVAL,1,10,1 *DIM,LOADVALS,,5F,1,FY,FYVAL LOADVALS(1)=1,2,3,5,7SOLVE *DO,II,1,5,1*ENDDO F,1,FY,LOADVALS(II)SOLVE*ENDDO五.使⽤重启动⽣成多重载荷步使⽤重启动可能不可靠，因此推荐使⽤多次求解⽅法来求解⼀个载荷步。

ANSYS刚柔混合多体动力学分析技术

• 辅助窗口显示运动副
• “Sync Views”
• 窗口同步
Joint Features—Reference Coordinate Systems
• 参考坐标系:
• 自动位于joint分支下. • 可以手动更改
Joint Features—Stops
• Stops或者 Lock设置运动副的运动极限或条件. • 当达到相对运动，Stops限制条件会有冲击发生，
Lock则是锁定在固定
• SECSTOP • SECLOCK
Joint Features—DOF Checker (Background)
• 存在过约束问题，也可以计算，但是结果变得不准确. • Question : 模型对称，为什么支反力不对称?
Revolute joint
FX=0 N MY=0 N-m
• 多体动力学和其他模块的连接
Step1 ：导入几何
Step2 ：定义运动副和接触
使用多窗口工具
自由度检查和过约束分析
Step3 ：加载载荷和边界，进行分析设置
载荷可通过直接拖动运动副形式实现
• 载荷步数目
• 初始、最小、最大时间步
• 输出控制
Step4 ：后处理
指定时间点输出
大纲
• 多体动力学分析组成 • 多体动力学分析流程
Random Vibration
A. 多体动力学简介
Ansys中有两种多体动力学分析:
多刚体系统运动分析
• 只包含刚性体 • 求解快 • 由于接触或者运动副产生运动 • 主要求解各个零部件的位移、速度、加速度和反作用力/力矩等历程曲线。 • 支持大变形大旋转效应 • 通过“Rigid Dynamics” 分析ine Connections

ANSYS动力学分析指南

ANSYS 动力学分析指南目录第1章模态分析 (1)§1.1 模态分析的定义及其应用 (1)§1.2 模态分析中用到的命令 (1)§1.3 模态提取方法 (1)§1.3.1 分块Lanczos法 (2)§1.3.2 子空间法 (3)§1.3.3 PowerDynamics法 (3)§1.3.4 缩减法 (3)§1.3.5 非对称法 (3)§1.3.6 阻尼法 (4)§1.3.7 QR阻尼法 (4)§1.4 矩阵缩减技术和主自由度选择准则 (5)§1.4.1矩阵缩减技术 (5)§1.4.2人工选择主自由度的准则 (5)§1.4.3程序选择主自由度的要点 (7)§1.5 模态分析过程 (7)§1.6 建模 (7)§1.7 加载及求解 (8)§1.7.1 进入ANSYS求解器 (8)§1.7.2 指定分析类型和分析选项 (8)§1.7.3 定义主自由度 (10)§1.7.4 在模型上加载荷 (11)§1.7.5 指定载荷步选项 (12)§1.7.6 参与系数表输出 (12)§1.7.7 求解 (13)§1.7.8 退出求解器 (14)§1.8 扩展模态 (14)§1.8.1 注意要点 (14)§1.8.2 扩展模态 (14)§1.9观察结果 (16)§1.9.1 注意要点 (16)§1.9.2 观察结果数据的过程 (16)§1.9.3 选项：列表显示所有频率 (17)§1.9.4 选项：图形显示变形 (17)§1.9.5 选项：列表显示主自由度 (17)§1.9.6 选项：线单元结果 (17)§1.9.7 选项：等值图显示结果项 (18)§1.9.9 选项：列表显示结果项 (18)§1.9.10 其它功能 (18)§1.10 有预应力模态分析 (18)§1.11 大变形预应力模态分析 (19)§1.12 循环对称结构的模态分析 (20)§1.12.1 基本扇区 (20)§1.12.2 节径 (20)§1.12.3 标准（无应力）循环对称结构模态分析过程 (21)§1.12.4 有预应力循环对称结构模态分析 (24)§1. 13 模态分析实例 (25)§1.13.1飞机机翼模态分析实例 (25)§1.13.2 循环对称结构模态分析实例－简化齿轮的模态分析 (31)§1.13.3 其它模态分析实例的出处 (38)第2章谐响应分析 (40)§2.1谐响应分析的定义与应用 (40)§2.2谐响应分析中用到的命令 (40)§2.3三种求解方法 (40)§2.3.1完全法 (41)§2.3.2缩减法 (41)§2.3.3模态叠加法 (41)§2.3.4三种方法共同的局限性 (42)§2.4完全法谐响应分析 (42)§2.4.1完全法谐响应分析过程 (42)§2.4.2建模 (42)§2.4.3加载并求解 (42)§2.4.4观察结果 (49)§2.5缩减法谐响应分析 (51)§2.5.1加载并求得缩减解 (52)§2.5.2观察缩减法求解的结果 (53)§2.5.3扩展解（扩展过程） (53)§2.5.4观察已扩展解的结果 (55)§2.5.5典型的缩减法谐响应分析命令流 (56)§2.6模态叠加法谐响应分析 (57)§2.6.1获取模态分析解 (57)§2.6.2获取模态叠加法谐响应解 (58)§2.6.3扩展模态叠加解 (59)§2.6.4观察结果 (59)§2.6.5典型的模态叠加法谐响应分析命令流 (59)§2.7有预应力的完全法谐响应分析 (61)§2.7.1 有预应力的完全法谐响应分析 (61)§2.7.2有预应力的缩减法谐响应分析 (61)§2.7.3有预应力的模态叠加法谐响应分析 (61)§2.8谐响应分析实例 (61)§2.8.1“工作台-电动机”系统谐响应分析 (62)§2.8.2有预应力的吉他弦的谐响应 (66)§2.8.3其它谐响应分析实例的出处 (73)第3章瞬态动力学分析 (74)§3.1 瞬态动力学分析的定义 (74)§3.2 学习瞬态动力学的预备工作 (74)§3.3 三种求解方法 (74)§3.3.1 完全法 (75)§3.3.2 模态叠加法 (75)§3.3.3 缩减法 (75)§3.4 完全法瞬态动力学分析 (76)§3.4.1 建造模型 (76)§3.4.2 建立初始条件 (77)§3.4.3 设置求解控制 (79)§3.4.4 设置其他求解选项 (82)§3.4.5 施加载荷 (84)§3.4.6 存储当前载荷步的载荷配置 (84)§3.4.7 针对每个载荷步重复§3.4.3-6 (85)§3.4.8 存储数据库备份文件 (85)§3.4.9 开始瞬态求解 (85)§3.4.10 退出求解器 (86)§3.4.11 观察结果 (86)§3.4.12 完全法瞬态分析的典型命令流 (87)§3.5 模态叠加法瞬态动力分析 (89)§3.5.1 建造模型 (89)§3.5.2 获取模态解 (89)§3.5.3 获取模态叠加法瞬态分析解 (90)§3.5.4 扩展模态叠加解 (93)§3.5.5 观察结果 (94)§3.5.6 模态叠加法瞬态分析的典型命令流 (94)§3.6 缩减法瞬态动力学分析过程 (95)§3.6.1 获取缩减解 (96)§3.6.2 观察缩减法求解的结果 (100)§3.6.3 扩展解（扩展处理） (100)§3.6.4 观察已扩展解的结果 (102)§3.7 有预应力瞬态动力学分析 (103)§3.7.1 有预应力的完全法瞬态动力学分析 (103)§3.7.2 有预应力的模态叠加法瞬态动力学分析 (103)§3.7.3 有预应力的缩减法瞬态动力学分析 (103)§3.8 瞬态分析的关键技术细节 (104)§3.8.1 积分时间步长选取准则 (104)§3.8.2 自动时间步长 (106)§3.8.3 阻尼 (106)§3.9 瞬态动力学分析实例 (109)§3.9.1 瞬态完全法分析板-梁结构实例 (109)§3.9.2 瞬态缩减法分析简支梁－质量系统实例 (114)§3.9.3 瞬态模态叠加法分析板-梁结构实例 (119)§3.9.4 其它的分析实例的出处 (124)第4章谱分析 (125)§4.1 谱分析的定义 (125)§4.2 什么是谱 (125)§4.2.1 响应谱分析 (125)§4.2.2 动力设计分析方法 (126)§4.2.3 功率谱密度 (126)§4.2.4 确定性分析与概率分析 (126)§4.3 谱分析使用的命令 (126)§4.4 单点响应谱(SPRS)分析步骤 (126)§4.4.1 建造模型 (127)§4.4.2 获得模态解 (127)§4.4.3 获得谱解 (127)§4.4.4 扩展模态 (129)§4.4.5 合并模态 (130)§4.4.6 观察结果 (132)§4.4.7 典型的单点响应谱分析命令流 (133)§4.5 随机振动(PSD)分析步骤 (134)§4.5.1 扩展模态 (135)§4.5.2 获得谱解 (135)§4.5.3 合并模态 (138)§4.5.4 观察结果 (139)§4.5.5 典型的PSD分析命令流 (141)§4.6 随机振动分析结果应用 (143)§4.6.1 随机振动结果与失效计算 (143)§4.6.2 随机疲劳失效 (144)§4.7 DDAM（动力设计分析方法）谱分析 (146)§4.8 多点响应谱（MPRS）分析 (146)§4.9 谱分析的实例（GUI命令流和批处理） (147)§4.9.1 单点响应谱分析的算例 (147)§4.9.2 多点响应谱分析的算例 (153)§4.9.3 随机振动和随机疲劳分析算例 (156)§4.9.4 谱分析的其他例题 (165)第1章模态分析§1.1 模态分析的定义及其应用模态分析用于确定设计结构或机器部件的振动特性（固有频率和振型），即结构的固有频率和振型，它们是承受动态载荷结构设计中的重要参数。

ANSYS接触实例分析参考

1．实例描述一个钢销插在一个钢块中的光滑销孔中。

已知钢销的半径是0.5 units, 长是2.5 units，而钢块的宽是 4 Units, 长4 Units,高为1 Units,方块中的销孔半径为0.49 units,是一个通孔。

钢块与钢销的弹性模量均为36e6，泊松比为0.3.由于钢销的直径比销孔的直径要大，所以它们之间是过盈配合。

现在要对该问题进行两个载荷步的仿真。

（1）要得到过盈配合的应力。

（2）要求当把钢销从方块中拔出时，应力，接触压力及约束力。

2．问题分析由于该问题关于两个坐标面对称，因此只需要取出四分之一进行分析即可。

进行该分析，需要两个载荷步：第一个载荷步，过盈配合。

求解没有附加位移约束的问题，钢销由于它的几何尺寸被销孔所约束，由于有过盈配合，因而产生了应力。

第二个载荷步，拔出分析。

往外拉动钢销 1.7 units，对于耦合节点上使用位移条件。

打开自动时间步长以保证求解收敛。

在后处理中每10个载荷子步读一个结果。

本篇先谈第一个载荷步的计算。

下篇再谈第二个载荷步的计算。

3．读入几何体首先打开ANSYS APDL然后读入已经做好的几何体。

从【工具菜单】-->【File】-->【Read Input From】打开导入文件对话框找到ANSYS自带的文件（每个ansys都自带的）\Program Files\Ansys Inc\V145\ANSYS\data\models\block.inp【OK】后，四分之一几何模型被导入。

4．定义单元类型只定义实体单元的类型SOLID185。

至于接触单元，将在下面使用接触向导来定义。

5．定义材料属性只有线弹性材料属性：弹性模量36E6和泊松比0.36．划分网格打开MESH TOOL,先设定关键地方的网格划分份数然后在MESH TOOL中设定对两个体均进行扫略划分，在volumeSweeping中选择pick all，按下【Sweep】按钮，在主窗口中选择两个体，进行网格划分。

Ansys多载荷步分析流程

ANSYS多载荷步分析流程中国机械CAD论坛 dengguide1. 流程概述1.1 线弹性计算按照ANSYS帮助文件中的叙述，ANSYS中有3种方法可以用于定义和求解多载荷部问题：（1）多次求解法，每一个载荷步运行一次求解；（2）载荷步文件法，通过LSWRITE命令将每一个载荷步输出为载荷步文件，然后通过LSSOLVE命令一次求解所有的载荷步；（3）矩阵参数法，通过矩阵参数建立载荷-时间列表，然后再加载求解。

按照以上方法进行线弹性结构分析时，每一个载荷步的求解结果都是独立的，前后载荷步的求解结果之间没有相互关系，后一载荷步的求解结果并不是在前一个载荷步计算结果的基础之上叠加的。

例如，2个载荷步都定义150 MPa内压并不会在容器上产生300 MPa内压的累积效果。

换一个角度理解，对于线弹性结构分析也没有必要将300 MPa内压拆分为2个载荷步计算，直接定义1个300MPa的载荷步并在求解设置中定义和输出2个载荷子步，可以分别得到150MPa和300MPa内压对应的结构响应。

1.2 弹塑性计算当结构有塑性变形产生时，由于结构弹塑性响应与载荷历程相关，同一载荷值可能对应不同的位移和应变值，在进行多载荷步求解时必须考虑响应的前后累积效应。

例如，对厚壁容器进行自增强弹塑性分析必须考虑应变强化效应的影响。

ANSYS中有3中方法可以实现弹塑性连续分析。

第1、2种方法就是载荷步文件法和矩阵参数法，具体设置同线弹性计算时相同，一旦有塑性变形产生程序会自动累积多次加载效应。

第3种方法是重启动法，在第1个载荷步计算结果的基础上，重新定义载荷并运行重启动计算。

在与线弹性求解不同的是，多次求解法不能直接用于弹塑性多载荷步计算。

下面我们将通过一个具体的算例来具体说明结构的多载荷步弹塑性分析。

2. 算例验证一根均匀圆棒两端受到均匀的轴向拉应力P，圆棒半径为5 mm、长度为10 mm，材料为如图1所示的双线性等向强化材料，弹性模量E=200 GPa，泊松比μ=0，屈服强度sσ=200 E=100 GPa，计算圆棒上的轴向应变ε。

ANSYS WORKBENCH多载荷步的例子-APDL

本案例作者：技术邻海阔天空5技术邻正在举办ANSYS技术大赛，时间为8月1日至11月30日，有兴趣可以登录技术邻-点击“动态”-右侧有报名入口。

有一悬臂梁，长1米，截面尺寸为100mm*100mm，左端固定，顶面上施加分布力系。

载荷从1MPa，2MPa，3MPa渐渐增加。

要求结构的最大位移。

本问题可以直接在wb中用多载荷步来求解，这里说明如何使用插入APDL命令的方式实现。

【求解过程】1.打开ANSYS WORKBENCH14.52.创建结构静力学分析系统。

3.创建几何体。

双击geometry单元格，进入DM,选择mm单位。

创建长方体。

其尺寸设置是退出DM.4.划分网格。

双击MODEL,进入到MECHANICAL中，按照默认方式划分网格。

5.固定左端面。

6.添加APDL命令以分步加载。

下面使用APDL命令进行分步加载。

由于该命令最后要传递到经典界面中计算，而经典界面没有单位。

为保持统一性，都用毫米单位。

（1）设置单位（2）创建命名集。

由于在命令中要引用顶面这个面，为了能够正确引用，先需要给它一个名称，这需要使用命名集来完成。

选择上述顶面，创建命名集。

在弹出的对话框中设置名字：topface则树形大纲中出现了该命名集。

有了命名集，在后面就可以使用该名字了。

（3）插入APDL命令。

在数形大纲中先选择A5，再从工具栏中选择命令按钮则图形窗口变成了一个文本编辑器，此处可以输入命令。

该文本窗口内说了很多话，主要内容包含两点：第一，这些命令会在SOLVE命令刚执行前执行。

第二，注意这里用的单位是mm.现在我们向该文本窗口输入下列命令。

这段ADPL命令流的含义是：首先退出前面的某个处理器(finish)然后进入到求解器中（/solve），在1,2,3,个时间步，依次在顶面上施加1,2,3mpa的载荷(sf)，并将该载荷步写入到载荷步文件中（lswrite）,然后先后求解这三个载荷步（lssolve）。

最后退出求解器（finish）在上述命令流中，对于顶面加载时，用到了前面定义的命名集的名字。

Ansys钢平台-多载荷步动力分析练习

一个瞬态分析练习练习目的：多载荷步分析瞬态动力过程瞬态(FULL)完全法分析板-梁结构实例如图所示板-梁结构，板件上表面施加随时间变化的均布压力，计算在下列已知条件下结构的瞬态响应情况。

全部采用A3钢材料，特性：杨氏模量=2e112/m N 泊松比=0.3 密度=7.8e33/m Kg板壳：厚度=0.02m四条腿（梁）的几何特性：截面面积=2e-42m 惯性矩=2e-84m 宽度=0.01m 高度=0.02m 压力载荷与时间的关系曲线见下图所示。

图质量梁-板结构及载荷示意图0 1 2 4 6 时间（s ）图板上压力-时间关系分析过程第1步：设置分析标题1. 选取菜单途径Utility Menu>File>Change Title 。

2. 输入“ The Transient Analysis of the structure ”，然后单击OK 。

第2步：定义分析参数1. 选取菜单途径Utility Menu>Paramenters>Scalar Parameters ，弹出Scalar Parameters 窗口，在Selection 输入行输入：width=1，单击Accept 。

2. 依次在Selection 输入行输入：length=2、high=-1和mass_hig=0.1，每次单击Accept 。

3. 单击Close ，关闭Scalar Parameters 窗口。

第3步：定义单元类型（省略）第4步：定义单元实常数（省略）第5步：定义材料特性（省略）第6步：建立有限元分析模型（有限元网格模型，省略）第7步：瞬态动力分析1.选择分析类型为Transient。

2.定义阻尼，Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Damping，弹出Damping Specifications窗口。

Ansys Workbench动力学分析PPT幻灯片

17
4.2: 模态分析
18
第一节模态分析的含义
什么是模态分析?
模态分析是用来确定结构的振动特性（固有频率和振型）的一种技术。模态分析的好处：
– 使结构设计避免共振或以特定频率进行振动（例如扬声器）；
– 使工程师可以认识到结构对于不同类型的动力载荷是如何响应的。
建议：在准备进行其它动力分析之前首先要进行 19
50
对连续体的通用运动方程 M x C x K x F
[F]矩阵和 {x}矩阵是简谐的，频率为:
谐响应分析的运动方程: ) ( F 1 i F 2 )
51
第三节谐分析步骤
2 0
k21m21
2 0
k12m12
2 0
0
k22m22
2 0
0 2[M ][K]0 特征方程
上述方程可求得两个根 01 、02
对于 01
可求得
A 11 A 21
,
对于 02
可求得
A 12 A 22
25
3.多自由度无阻尼线性系统
系统运动方程： M x K x 0 xRn
结构（系统）
输出（动力反应）
9
第三类问题：荷载识别
输入（动力荷载）
结构（系统）
第四类问题：控制问题
输入（动力荷载）
结构（系统）
控制系统（装置、能量）
输出（动力反应）
输出（动力反应）
10
第三节动力学分析类型
1.动荷载静荷载：
动荷载：
大小、方向和作用点不随时间变化或变化很缓慢的荷载。如：结构的自重、雪荷载等。
48
系统的全解为：
x ( t) C e n tc o s (d t ) A H ()c o s (t )

Ansys-综合实例(含40例)

第一章前处理第1例关键点和线的创建实例—正弦曲线FINISH/CLEAR, NOSTART /PREP7K,100,0,0,0CIRCLE,100,1,,,90 CSYS,1KFILL,2,1,4,3,1K,7,1+3.1415926/2,0,0 CSYS,0KFILL,7,1,4,8,1 KGEN,2,7,11,1,,1 LSTR,8,13 LSTR,9,14 LSTR,10,15 LSTR,11,16 LANG,5,6,90,,0 LANG,4,5,90,,0 LANG,3,4,90,,0 LANG,2,3,90,,0BSPLIN,1,17,18,19,20,12 LSEL,U,,,14LDELE,ALL LSEL,ALL KWPAVE,12 CSYS,4LSYMM,X,14NUMMRG,KP,,,,LOWLCOMB,ALL,,0FINISH/CLEAR, NOSTART /PREP7 PI=3.14159 J=0*DO,I,0,PI,PI/10.0 J=J+1 X=IY=SIN(I) I=I+1 K,J,X,Y *ENDDOBSPLIN,1,2,3,4,5,6 BSPLIN,6,7,8,9,10,11 csys,4 KWPAVE,11LSYMM,y,1,2,,,,0 KWPAVE,11LSYMM,x,3,4,,,,1以上程序有意没算到2 为了使用几个命令第2例工作平面的应用实例—相交圆柱体[本例提示]通过相交圆柱体的创建，本例主要介绍了工作平面的使用方法。

通过本例，读者可以了解并掌握工作平面与所创建体的位置、方向的关系，学习工作平面的设置、偏移、旋转和激活为当前坐标系的方法。

FINISH/CLEAR，NOSTART/PREP7CYLIND,0.015,0,0,0.08,0,360CYLIND,0.03,0,0,0.08,0,360/VIEW,1,1,1,1/PNUM,VOLU,1WPOFF,0,0.05,0.03WPROT,0,60CYLIND,0.012,0,0,0.055,0,360CYLIND,0.006,0,0,0.055,0,360VSEL,S,,,2,3,1CM,VV1,VOLUVSEL,INVECM,VV2,VOLUVSEL,ALLVSBV,VV1,VV2BLOCK,-0.002,0.002,-0.013,-0.009，0,0.008WPSTYLE,,,,,,1CSYS,4VGEN,3,1,,,,120VSBV,5,1VSBV,4,2VSBV,1,3WPROT,0,0,90VSBW,ALLVDELE,1,4,3VADD,ALLVPLOT/REPLOT第3例复杂形状实体的创建实例—螺栓[本例提示]在使用ANSYS软件进行结构分析时，建立实体模型是最复杂最难以掌握的一个过程。

ANSYS workbench 多体动力学分析功能说明

ANSYS Workbench 刚柔混合－－多体动力学分析
刚体动力学分析模块（ANSYS Rigid Dynamics）
ANSYS Rigid Dynamics是ANSYS 产品的一个附加模块，它集成于ANSYS Workbench环境下（继承了 Workbench与各种CAD软件之间的良好接口能力，如双向参数链接和互动等），在ANSYS 所具有的柔性体动力学（瞬态动力学）分析功能的基础上，基于全新的模型处理方法和求解算法（显式积分技术），专用于模拟由运动副和弹簧连接起来的刚性组件的动力学响应。其功能简述如下：
自动探测运动副利用自动探测运动副功能来建立零件之间的连接关系。根据自动探测的结果，可以快速修改运动副的连接关系。完整的运动副类型和弹簧
利用完整的运动副类型（固定、转动、柱面滑动和转动、平动、滑槽、万向连接、球铰、平面运动、自定义等）和弹簧来建立零件之间的连接，提供精确的定位方法保证零件间的定位。提供体对体(BTB)和体对地(BTG)等连接方法。与Flexible Dynamics直接耦合可以和ANSYS 模块的Flexible Dynamics功能在Workbench中实现无缝集成，一次求解同时得到结构运动结果和强度/变形结果等，并支持柔性体的各种非线性特性（如接触、大变形、材料非线性等）。用户可自由定义零件为刚体或柔体，设置相关求解属性，直接计算刚体的位移、速度、加速度和反作用力以及柔体的变形和应力。真正意义上实现了刚柔动力学分析的直接耦合。 Rigid Dynamics独特的前后处理 Windows操作风格目录树管理模型数据库支持两个零件连接面（运动关系）的清晰显示快速高质量的动画显示效果支持多窗口画面分割显示自动生成计算报告
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ANSYS刚柔混合多体动力学分析技术

Joint Features—Redundancy Analysis
• 进行过约束分析，改善约束条件
Joint Features—Configuration Tool
• 单摆处于自由状态的位置. • 通过“Configure” 可改
变初始位置.
• 先选择configue，然后选择具体运动副，出现调整的坐标
边界条件和载荷
• 边界条件或者载荷可定义常数，表格或者函数 • 可以抑制某一载荷步的边界
约束方程
• 用于创建运动副之间的关系: • – 可以是位移，速度，角速度等 • 例如对图中齿轮减速机构: • - 小齿轮10个齿，大齿轮50个齿
后处理
大纲
• 多体动力学分析组成 • 多体动力学分析流程
大纲
• 多体动力学分析组成 • 多体动力学分析流程
• 多体动力学和其他模块的连接
运动副
• Revolute • Cylindrical • Spherical • Translational • Slot • Planar • Universal • General • Bushing
Revolute Translational
• 多体动力学和其他模块的连接
输出运动载荷进行静力分析
• 针对多体中某个柔性部件输出某个时刻动载荷进行静力分析
连接参数优化模块DX
子结构刚柔耦合(NEW)
Demo
感谢聆听
Linear Transient Dynamic
Spectrum
Harmonic Response
Response Spectrum
Random Vibration
A. 多体动力学简介
Ansys中有两种多体动力学分析:

ANSYS动力学瞬态分析完全法

完全法完全法采用完整的系统矩阵计算瞬态响应（没有矩阵缩减）。

它是三种方法中功能最强的，允许包括各类非线性特性（塑性、大变形、大应变等）。

注─如果并不想包括任何非线性，应当考虑使用另外两种方法中的一种。

这是因为完全法是三种方法中开销最大的一种。

完全法的优点是：·容易使用，不必关心选择主自由度或振型。

·允许各种类型的非线性特性。

·采用完整矩阵，不涉及质量矩阵近似。

·在一次分析就能得到所有的位移和应力。

·允许施加所有类型的载荷：节点力、外加的（非零）位移（不建议采用）和单元载荷（压力和温度），还允许通过TABLE数组参数指定表边界条件。

·允许在实体模型上施加的载荷。

完全法的主要缺点是它比其它方法开销大。

§3.4 完全法瞬态动力学分析首先，讲述完全法瞬态动力学分析过程，然后分别介绍模态叠加法和缩减法与完全法不相同的计算步骤。

完全法瞬态动力分析（在ANSYS/Multiphsics、ANSYS/Mechauioal及ANSYS/Structural中可用）由以下步骤组成：1.建造模型2.建立初始条件3.设置求解控制4.设置其他求解选项5.施加载荷6.存储当前载荷步的载荷设置7.重复步骤3-6定义其他每个载荷步8.备份数据库9.开始瞬态分析10.退出求解器11.观察结果§ 型在这一步中，首先要指定文件名和分析标题，然后用PREP7定义单元类型，单元实常数，材料性质及几何模型。

这些工作在大多数分析中是相似的。

<<ANSYS 建模与网格指南>>详细地说明了如何进行这些工作。

对于完全法瞬态动力学分析，注意下面两点：·可以用线性和非线性单元；·必须指定杨氏模量EX（或某种形式的刚度）和密度DENS（或某种形式的质量）。

材料特性可以是线性的或非线性的、各向同性的或各向异性的、恒定的或和温度有关的。

ANSYS动力学分析

结构动力分析研究结构在动荷载作用的响应(如位移、应力、加速度等的时间历程)，以确定结构的承载能力和动力特性等。

ANSYS动力分析方法有以下几种,现分别做简要介绍.1.模态分析用模态分析可以确定设计中的结构或机器部件的振动特性（固有频率和振型）.它也可以作为其他更详细的动力学分析的起点，例如瞬态动力学分析、谐响应分析、谱分析。

用模态分析可以确定一个结构的固有频率和振型。

固有频率和振型是承受动态荷载结构设计中的重要参数.如果要进行谱分析或模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析，固有频率和振型也是必要的。

ANSYS的模态分析是一线性分析,任何非线性特性（如塑性和接触单元）即使定义了也将忽略。

可进行有预应力模态分析、大变形静力分析后有预应力模态分析、循环对称结构的模态分析、有预应力的循环对称结构的模态分析、无阻尼和有阻尼结构的模态分析。

模态分析中模态的提取方法有七种，即分块兰索斯法、子空间迭代法、缩减法或凝聚法、PowerDynamics 法、非对称法、阻尼法、QR阻尼法,缺省时采用分块兰索斯法。

2。

谐响应分析任何持续的周期荷载将在结构中产生持续的周期响应（谐响应）。

谐响应分析使设计人员能预测结构的持续动力特性，从而使设计人员能够验证其设计能否成功地克服共振、疲劳及其他受迫振动引起的有害效果。

谐响应分析是用于确定线性结构在承受随时间按正弦(简谐）规律变化的荷载时的稳态响应的一种技术。

分析的目的是计算出结构在几种频率下的响应并得到一些响应值（通常是位移）对频率的曲线。

从这些曲线上可以找到“峰值”响应，并进一步观察频率对应的应力。

这种分析技术只计算结构的稳态受迫振动.发生在激励开始时的瞬态振动不在谐响应分析中考虑。

谐响应分析是一种线性分析。

任何非线性特性，如塑性和接触（间隙）单元，即使被定义了也将被忽略，但在分析中可以包含非对称系统矩阵，如分析流体-结构相互作用问题。

谐响应分析同样也可以分析有预应力结构,如小提琴的弦（假定简谐应力比预加的拉伸应力小得多)。

ANSYS 动力分析概述及其在工程中的运用

ANSYS 动力分析概述及其在工程中的运用
李根，杨圣，周怀瑜，周秋露
河海大学水利水电学院，南京（210098）
Email: ligenhohai@
摘要：文章介绍了 ANSYS 动力分析模块中的模态分析、谱分析、谐响应分析和瞬态动力分析的相关概念、原理及注意点。结合一具体工程实例，逐次进行了以上的动力分析过程，为工程技术人员使用 ANSYS 进行动力分析提供参考。关键字：ANSYS；模态分析；谱分析；谐响应分析；瞬态分析中图分类号：TV3
K X 0 M X (1) 为加速度向量、X 为位移向量。对式(1)中： M 为质量矩阵、 K 为质量矩阵、 X sin(t ) ，带入运动方程（1）可得，线性系统，该方程解的形式很简单，令 X K 2 M 0 (2)
图7
变量 UX-1 和变量 UX-2 随频率的变化曲线
6.4 瞬态动力分析
在瞬态动力分析中,需要注意的问题有: (1) 必须指定系统的杨氏模量或某种形式的刚度以形成刚度矩阵,同样必须指定密度或某种形式的质量以形成质量矩阵。 (2) 若要考虑重力,不仅需要在材料性质中输入密度,而且需要输入加速度,因为 ANSYS 将重力以惯性力的方式施加,所以在输入加速度时,其方向应与实际的方向相反。 (3) 地震波的输入可以编辑成文本文件,然后通过定义数组来简化输入。选择合适的地震波后,要对选用的地震记录和加速度峰值按适当的比例放大或缩小,使峰值加速度相当于与设防烈度相应的多遇地震和罕遇地震时的加速度峰值。地震波采用中国天津（1976）地震竖向记录，天津波的记录时长 5s，时间间隔 0.01s。根据场地的地形地质条件和抗震设防烈度，调整天津波的加速度过程记录，最后得到实际场地的水平向和竖直向加速度过程，如图 8 所示。将加速度读入 ANSYS 的求解过程，在后处理中，定义变量 A 为桥中心连杆处顶端节点的竖向位移随时间变化过程，定义变量 B 为该

ansys载荷步

对实体是覆盖,有限元模型加载是可以设置的。

有限元加载可以利用fcum进行叠加。

比如,第一个荷载步,对关键点1施加10kn,第二荷载步也对关键点1施加10kn,则这两个荷载步结果是完全一致的。

第一个荷载步,对节点1施加10kn,第二荷载步也对节点1施加10kn,而且用命令fcum,add则第二荷载步是20kn的结果。

对实体是覆盖,有限元模型加载是可以设置的。

有限元加载可以利用fcum进行叠加。

比如,第一个荷载步,对关键点1施加10kn,第二荷载步也对关键点1施加10kn,则这两个荷载步结果是完全一致的。

第一个荷载步,对节点1施加10kn,第二荷载步也对节点1施加10kn,而且用命令fcum,add则第二荷载步是20kn的结果。

根据问题的特点，可以将加载过程分为几个阶段进行，每一个阶段则作为一个载荷步。

比如做弹塑性分析时，可以通过试算初步估计开始屈服时的载荷，作为第一步，后续载荷作为第二步，等。

为了保证计算过程的收敛和结果精度 (特别是在非线性分析时)，往往把一个载荷步又划分为若干子步，每个子步施加的载荷为该子步步长和整个载荷步长之比乘以该载荷步的载荷增量值。

基于ANSYS有限元多载荷步结构的分析

基于ANSYS有限元多载荷步结构的分析摘要多载荷步结构分析是ANSYS有限元分析的关键部分，本文以二维悬臂梁杆为例，分析了其在不同时刻的载荷下的应力分布，总结了多载荷步问题的求解方法。

关键字ANSYS ；有限元分析；多载荷步0引言ANSYS是当前使用最广泛，功能最强大的有限元软件，对工程结构在各种外荷载作用下可进行全面分析，并能对结构的变形、位移及应力分布结果通过图像和图表表示，为系统的优化提供可靠依据。

而在整个有限元分析中，如何正确施加载荷以及选择合适的求解方式至关重要，直接影响到分析结果的正确性。

1ANSYS载荷分析ANSYS中将载荷分为六大类：自由度约束、集中力载荷、面载荷、体载荷、惯性载荷以及耦合场载荷。

为获得模型分析的正确计算结果就要对施加的载荷做相关的配置，在单载荷步系统中，载荷通过一个载荷步施加即可满足求解。

而对于实际大多数的有限元模型分析中，载荷的加载为多载荷步，需要多次施加不同的载荷步才能满足要求。

2多载荷步求解对于多载荷步的问题，有两种可行的方法：1）顺序求解法。

先加载第一个载荷步，然后求解。

接着加载第二个载荷步，再求解。

以此类推；2）多载荷步文件法。

为每一个载荷步设置一个载荷文件，然后让ANSYS 自动依次读取每个载荷步文件并求解。

显然第二种方法自动化程度较高，本文采取第二种方法以一端固定的悬臂梁杆为例进行分析。

从零时刻起，给悬臂梁杆右部自由端施加随时间变化的应力，在ANSYS中施加多载荷步，确定不同时刻的应力分布。

力的载荷历程如图1.本例为实体静态分析，多载荷步之间的联系是时间，因此在每个载荷步结束点赋予时间值。

根据图1，在0s～5s时间内，集中力从0开始线性增加到5000N，接着该力不变持续的时间段为5s～10s，在最后的10-15S的时间段跳跃到50000N。

根据时间的不同，将载荷分为3步。

0s～5s为第一步加载过程，5s～10s为第二步加载过程，10s～15s为第三步加载过程。

3种动载荷加载方法

［本例提示］本例将学习ANSYS中载荷步控制方法以及施加动态载荷的三种加载方法：多载荷步法、表载荷法和函数载荷法.1。

问题描述一个下端固定的圆柱顶面上承受如图3-1所示的动态压力载荷，试确定其顶面位移响应。

已知圆柱长度为0。

15m,直径为0。

03m，材料的弹性模量为 2.06×105MPa,泊松比为0。

3，密度为7800kg/m3。

p/MPat/s图3-1 动态载荷示意图2。

多载荷步法多载荷步法求解思路为：首先，为每一个载荷步施加载荷并设置载荷步参数.然后，将每个载荷步写入载荷步文件,最后一次性求解所有载荷步。

对于本问题：定义载荷步1：–在要求的部位上添加约束；–在要求的节点上施加载荷0；–规定施加此力的终止时间（1e—6），指出时间步长0。

05和变化方式为Ramp 方式；–规定输出控制，–将此载荷步写入载荷步文件1中。

定义载荷步2:–在要求的节点上施加载荷22。

5;–规定施加此力的终止时间（0。

5）,指出时间步长0.05和变化方式为Ramp 方式；–规定输出控制，–将此载荷步写入载荷步文件2中。

定义载荷步3：–改变载荷值为10。

0；–规定终止时间(1.0)。

其他设置同前；–将此载荷步写入载荷步文件3中.定义载荷步4：–删除力或将其值设置为零;–规定终止时间(1.5），变化方式为Stepped方式;其他设置同前。

–将此载荷步写入载荷步文件4中•前处理[步骤1]画模型(1)绘制立方块：选择菜单Main Menu: Preprocessor→Modeling→Create→Volume→Cylinder→Solid Cylinder，输入底面圆心坐标（0，0)、半径0。

03/2、高度0.15/2，单击OK按钮.(2)保存几何模型:选择菜单Utility Menu：File→Save As,在存储数据库对话框中的SaveDatabase to中输入数据库名:Geometry。

db。

[步骤2]设属性(1)定义单元类型：选择菜单Main Menu: Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete,在单元类型对话框中单击Add按钮，在弹出的单元库对话框中选择Solid和Brike 8 node 185（即选Solide185单元），单击OK按钮，再单击Close按钮。