8.7非线性瞬态分析步骤帮助学习
线性动力学分析——瞬态分析
对任意结构系统,在经离散化处理后,可得到如下运动方程
[M]{u}[C]{u}[K]{u} {f}
• [M] —— 系统质量矩阵 • [K] —— 系统刚度矩阵 • [C] —— 系统阻尼矩阵
• {f} —— 载荷向量 • {u} —— 广义节点位移 • {u} —— 广义节点速度 • {u} —— 广义节点加速度
瞬态分析的一般分析步骤
如图所示圆弧面,其参数和边界条件如下所示
• 圆弧半径1000mm; • 弧心角60度; • 母线长1000mm; • 板厚3mm; • 弹性模量E=210GPa; • 泊松比u=0.3; • 密度ρ=7800kg/m3 ; • 两条弧边简支。
瞬态分析举例
板的中点承受如图所示载荷
动力学基本方程
计算结构响应时,主要有以下两类不同的数值算法 • 直接积分法; • 模态叠加法。
直接积分法与模态叠加法的特点 • 直接积分法 —— 对运动微分方程进行直接积分, 求解耦合方程,计算结构响应; • 模态叠加法 —— 利用模态计算结果,通过模态坐 标变换或解耦的运动方程来计算结构响应
动力学基本方程
此时,结合初始条件可直接求得模态坐标的解析解。 若阻尼矩阵不可经模态矩阵解耦,则可利用直接积分法,计算模态坐标响 应,再利用模态变换得到结构物理坐标响应。
模态叠加法一般计算步骤
1. 几何建模、划分网格、定义材料、定义单元属性; 2. 创建以时间为变量的非空间场; 3. 定义边界条件; 4. 创建Time Dependent的Load Case; 5. 定义与时间相关的载荷条件; 6. 选择分析类型为Transient Response; 7. 设置分析参数和模型输出参数 8. 求解
非线性电路特性及分析方法
ic
gC
ICEO
uห้องสมุดไป่ตู้E
O
uCE
范围很大, 例:(以晶体管三极管 转移特性为例)当晶体 管的转移特性曲线运用 范围很大, :(以晶体管三极管 转移特性为例) 来近似, 如图示的 AOC ,可用 AB 和 BC 两直线段所构成的折线 来近似, ( i = 0 v B < V BZ ) 折线的数学表达式为: c 折线的数学表达式为: ic = g c ( v B − V BZ ) B > V BZ ) (v 式中, 截止电压; 跨导, 的斜率。 式中, V BZ-特性曲线折线化后的 截止电压; g c-跨导,即直线 BC 的斜率。 设基极输入端加入反向 直流偏置电压 − V BB 及余弦信号 Vbm cos ω t,则 基极输入电压为: 基极输入电压为: v B = −V BB + Vbm cos ω t 此时, 时三极管导通, 此时,只有 v B > V BZ 时三极管导通,其余时 间 截止, 变成余弦脉冲波形。 截止,即 ic变成余弦脉冲波形。电 流流通时间 对应的相角以 2θ c 表示, θ c简称导通角。 表示, 简称导通角。
3、折线法:大信号作用下 、折线法:
大信号作用下,所有实际的非线性元件几乎都会进入饱和或截止状态, 大信号作用下,所有实际的非线性元件几乎都会进入饱和或截止状态, 此时元件的非特性的突出表现是截止、导通、 此时元件的非特性的突出表现是截止、导通、饱和几种不同状态之间的 轮换,特性曲线上一些局部弯曲的非线性影响可忽略, 轮换,特性曲线上一些局部弯曲的非线性影响可忽略,元件的伏安特性 可用分段折线逼近(折线特性本质是一种开关特性) 可用分段折线逼近(折线特性本质是一种开关特性)
第5章 非线性电路特性及分析方法
瞬态分析
1 研究背景和意义
1 研究背景和意义
1 研究背景和意义
模态叠加法进行瞬态动力分析的基本步骤: (1)建造模型; (2)获取模态解; (3)获取模态叠加法瞬态分析解; (4)扩展模态叠加解; (5)观察结果。
2 问题描述
如图1所示为工作台与其四支撑力。计算在下列已知条件下该系统 的瞬态响应。
附录:数值计算程序(即命令流)
CM,_Y,AREA ASEL, , , , 1 CM,_Y1,AREA CHKMSH,'AREA' CMSEL,S,_Y
AMESH,_Y1 CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 CMDELE,_Y2 TYPE, 2 MAT, 1 REAL, 2 ESYS, 0 SECNUM, LPLOT FLST,2,4,4,ORDE,2 FITEM,2,5 FITEM,2,-8 LMESH,P51X FINISH
瞬态分析
主要内容
1 研究背景和意义 2 问题描述 3 数值计算 4 结果分析 5 参考文献 附录:数值计算程序(即命令流)
变截面杆的拉伸分析
1
1 研究背景和意义
瞬态动力学分析用于确定结构在任意时间随载荷变化作用 下响应的一种分析方法,也称为时间历程分析。ANSYS瞬态动 力学分析可以考虑材料、接触、几何非线性,也就是说允许各 种非线性行为。 瞬态动力学分析可采用三种方法:完全(Full)法,缩减 (Reduced)法及模态叠加法。 Full法采用完整的系统矩阵计算瞬态响应,它是3中方法中 功能最强的,允许包含各类非线性特性(塑性、大变形、大应 变等)。 Reduced法通常采用主自由度和减缩矩阵来压缩问题的规 模。主自由度的位移被计算出来后,解可以被扩展到出事的完 整DOF集上。 Mode Superposition法通过对模态分析得到的振型(特征 值)乘上因子并求和来计算出结构的响应。
非线性电路分析技巧
非线性电路分析技巧在电子领域中,非线性电路的分析是十分重要的。
与线性电路不同,非线性电路的元件特性与电压和电流之间的关系不是线性的。
因此,针对非线性电路的分析方法需要更为复杂和精确。
本文将介绍一些非线性电路分析的技巧,帮助读者更好地理解和应用于实践。
一、利用近似法分析非线性电路中,非线性元件的特性曲线通常很复杂,很难直接得到解析解。
此时,我们可以利用近似法来简化问题,使其更易于分析。
最常用的近似方法之一是泰勒级数展开。
通过将非线性特性曲线在某个工作点处展开,可以得到一个线性近似,进而使用线性分析方法进行求解。
其他常用的近似方法还包括小信号模型和大信号模型等。
二、使用等效电路模型为了更方便地分析非线性电路,我们可以将其等效为线性电路。
这样,我们就可以使用线性电路的分析方法进行求解。
等效电路模型可以通过查找手册、仿真软件或实验数据来获取。
常见的等效电路模型包括二极管的小信号模型、伏安特性曲线拟合模型等。
通过将非线性元件替换为等效线性元件,可以将问题简化并应用线性电路分析法。
三、使用迭代法对于复杂的非线性电路,我们可以使用迭代法逐步逼近真实解。
迭代法通常结合着近似法和等效电路模型。
步骤如下:首先,根据近似法建立初始的线性近似电路;然后,通过求解线性近似电路得到数值解;接着,将数值解代入非线性元件中得到新的特性曲线;最后,根据新的特性曲线更新线性近似电路,并重复上述步骤直到收敛为止。
四、考虑非线性电路的稳定性非线性电路的稳定性问题是在分析时需要特别关注的。
由于非线性电路的元件特性会随着电压和电流变化,系统可能会失去稳定性。
为了确保电路正常工作,我们需要对非线性电路进行稳定性分析。
常见的稳定性判断方法包括利用极点分布法、利用Bode图分析法和利用Lyapunov稳定性判据等。
五、利用仿真软件进行分析随着计算机技术的不断发展,仿真软件已经成为非线性电路分析的重要工具。
利用仿真软件,我们可以建立电路的数学模型,并模拟其电压、电流和功率等参数的变化。
瞬态动力学分析-PPT
2、瞬态动力学理论
2.1 完全法求解理论
不同时间积分算法的转换方法,需要插入以下命令流 TINTP, GAMMA, ALPHA, DELTA, THETA, OSLM, TOL, --, --, AVSMOOTH, ALPHAF, ALPHAM 在转换过程中,使用以上五个参数,来满足各自的算法即可
n
M i yi Ci yi K i yi F a
(14)
i1
i1
i1
在(14)式中左乘一个典型的模态振型i T
n
n
n
i T M i yi i T Ci yi i T K i yi i T F a
(15)
i1
i1
i1
自然模态的正交条件:
j T Ki 0 i j
(16)
jT M i 0
i j
(17)
2、瞬态动力学理论
2.2 模态叠加法求解理论
将正交条件应用到(15)式中
T
j
M
n
j
y j
j
T
C
n
j y
j
T
j
K
n
j
yi
j
T
F
a
i1
i1
i1
y j y j 和 y j 的系数如下:
使用质量矩阵进行归一化,即得 y j 的系数
j M j 1
y j 的系数
j C j 2 j j
j-第j阶模态的临界阻尼百分比; j-第j阶模态固有频率。
– ITS小到足够获取间隙“弹簧”频率;
– 建议每个循环三十个点,才足以获取两物 体间的动量传递。更小的ITS 会造成能量 损失,并且冲击可能不是完全弹性的。
有限元分析丨瞬态动力学分析
有限元分析丨瞬态动力学分析瞬态动力学分析(Transient Structural)是结构有限元分析中非常重要的模块,下文是学习过程的一些积累,仅供参考学习使用,如有错误请指正!目录9.1 瞬态动力学分析简介瞬态动力学分析(Transient Structural)是用于分析载荷随时间变化的结构的动力学响应的方法。
用于确定结构在受到稳态载荷、瞬态载荷和简谐载荷的随意组合下随时间变化的位移、应变和应力。
惯性力和阻尼在瞬态动力学中非常重要,如果惯性力和阻尼可以忽略,则可以用静力学分析代替瞬态动力学分析。
瞬态动态分析比静态分析更复杂,计算消耗和时间消耗较大。
通过做一些初步的工作来理解问题的物理性质,可以节省大量的资源。
9.2 瞬态动力学分析应用承受各种冲击载荷的结构,如:汽车中的门、导弹发射阶段等;承受各种随时间变化载荷的结构,如:桥梁、地面移动装置等;承受撞击和颠簸设备,如:机器设备运输过程。
9.3 瞬态动力学行业标准GB/T 2423.35-1995 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Ea和导则:冲击GJB 150-18 军用设备环境试验方法:冲击试验表9.1 脉冲加速度和持续时间(1)半正弦波半正弦形脉冲适用于模拟线性系统的撞击或线性系统的减速所引起的冲击效应,例如弹性结构的撞击。
图半正弦脉冲例:峰值加速度为15G,脉冲持续时间为11ms,Z方向冲击为例图 workbench中输入半正弦波输入载荷类型为加速度(Acceleration)条件,其中Define By选择Components,在Z Component处选择函数(Function),在等号后输入:Asin(ωt),ω=2π/Ta=14700*sin(2π*time/0.022)=14700*sin(2*180*time/0.022)=14700*sin((16363.636*time)^2)^0.5)mm/s2。
注意:单位为角度制,由于此处函数符号不支持绝对值运算符(abs)。
非线性的分析方法
非线性的分析方法
非线性分析方法指的是对非线性系统进行分析和研究的方法。
在非线性系统中,输出与输入之间的关系不是通过简单的线性函数表达,而是通过复杂的非线性函数来描述。
常见的非线性分析方法包括:
1. 相图(Phase Portrait)分析:通过画出系统状态的相轨迹来分析系统的稳定性和周期性。
2. 极限环(Limit Cycle)分析:寻找和分析系统中存在的极限环,用于描述系统的周期性行为。
3. 哈密顿系统(Hamiltonian System)分析:通过引入哈密顿量和广义动量来描述非线性系统的运动。
4. 哈特曼系统分析:将非线性系统转化为哈特曼系统,并利用哈特曼系统的性质进行分析。
5. 建模与仿真:利用数学建模和仿真技术对非线性系统进行分析和研究。
6. 级数展开法:将非线性系统的输出进行级数展开,通过保留几个重要的项来
近似描述系统的行为。
7. 非线性控制方法:包括反馈线性化、滑模控制、自适应控制等方法,用于设计和实现对非线性系统的控制。
非线性分析方法在物理学、化学、生物学等领域的研究中得到广泛应用,有助于深入理解和掌握非线性系统的行为。
瞬态分析
例1.已知:换路前电路处于稳态,C、L 均未储能。
试求:电路中各电压和电流的初始值。
解: (1)由换路前电路求
S C R2
+ t=0
uC (0 ), iL(0 )
U
R1
L
-
由已知条件知
(a)
uC (0 ) 0, iL(0 ) 0
根据换路定理得:
uC (0 ) uC (0 ) 0
L(0 ) L(0 ) 0
电容电压和电感电流在换路后的初始值应等于
换路前的终了值。换路前的终了时刻表示为 t = 0-
注意:
uC ( 0+ ) = uC ( 0-) iL ( 0+ ) = iL ( 0-)
换路瞬间,uC、iL 不能突变。其它电量可能突变,变不变由计
算结果决定。
初始值的确定 1) 先由t =0-的电路求出 uC ( 0– ) 、iL ( 0– );
pdt
ui d t
U Cu d u d t 1 CU 2
0
0
0
dt
2
则 C 储存的电场能:
We
1 2
CU 2
单位:焦
[耳]
(J)
C 储存的电场能
则
We
1 CU 2 2
p dWe dt
电容电压 u 不能发生突变,否则外部需要向C 供给无穷大功率
直流电路中 U = 常数 I = 0 C 相当于开路,隔直作用
u
L1 L2
1 1 1 L L1 L2
电感图片
多层空心电感线圈
双层空心电感线圈
磁棒电感线圈
磁珠电感 贴片电感
铁心电感线圈
工字形电感线圈
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非线性分析简介
非线性分析简介非线性分析是一种研究非线性系统行为的方法。
在许多实际问题中,线性模型无法准确描述系统的行为,因此需要使用非线性分析方法来研究系统的动力学特性。
非线性分析可以帮助我们理解和预测复杂系统的行为,包括生物系统、物理系统、经济系统等。
一、非线性系统的特点非线性系统与线性系统相比,具有以下几个特点:1. 非线性关系:非线性系统的输入和输出之间存在非线性关系,即系统的响应不是简单的比例关系。
2. 多稳定状态:非线性系统可以具有多个稳定状态,即系统可以在不同的状态之间切换。
3. 非周期性行为:非线性系统的行为可以是非周期性的,即系统的响应不会在一定时间内重复。
4. 敏感依赖:非线性系统对初始条件和参数的微小变化非常敏感,即微小的扰动可能导致系统行为的巨大变化。
二、非线性分析方法非线性分析方法主要包括以下几种:1. 相图分析:相图是描述系统状态随时间变化的图形,通过绘制相图可以观察系统的稳定状态、周期行为和混沌行为等。
2. 非线性动力学方程:非线性动力学方程是描述非线性系统行为的数学模型,通过求解非线性动力学方程可以得到系统的解析解或数值解。
3. 傅里叶分析:傅里叶分析是将非线性系统的输入和输出信号分解为一系列正弦波的叠加,通过分析各个频率分量的振幅和相位可以了解系统的频率响应特性。
4. 非线性回归分析:非线性回归分析是通过拟合非线性模型到实验数据来估计模型的参数,从而得到系统的数学模型。
三、应用领域非线性分析方法在许多领域都有广泛的应用,包括:1. 生物学:非线性分析方法可以用于研究生物系统的动力学行为,如神经网络、生物钟等。
2. 物理学:非线性分析方法可以用于研究物理系统的混沌行为,如流体力学、天体力学等。
3. 经济学:非线性分析方法可以用于研究经济系统的非线性行为,如金融市场、经济周期等。
4. 工程学:非线性分析方法可以用于研究工程系统的稳定性和可靠性,如结构力学、控制系统等。
总结:非线性分析是一种研究非线性系统行为的方法,可以帮助我们理解和预测复杂系统的行为。
电路分析教程高等教育出版社第8章动态电路的瞬态分析.ppt
US,
a 1 RC
R t=0 US
(a)
i
US
uC
C uC
uR
0 0 0 0 0 0
t
(b)
图8-10
利用公式
t
uC (t) e RC
t 0
1 RC
USe RC d
t
US USe RC
t
US (1 e RC )
(t 0)
i(t) C duC
US
t
e RC
dt R
t
uR (t) Ri USe RC
dt
从0 到t积分上式,有
即
eat y(t) t t f ( )ea d
0
0
eat y(t) y(0 )
t f ( )ea d
0
设激励f( t )在t = 0加入,它不可能在t = 0以前引起响应,故
y( 0 ) = 0,从而得零状态响应
y(t) eat t f ( )ea d 0
(t 0)
iL (0 )
1 L
0 u( )d
0-
按换路定律,有
0+起始值
uC( 0+ ) = uC( 0 ) iL( 0+ ) = iL( 0 )
初始状态
一般取电路发生换路的时刻为t=0,把换路前一瞬间记为 t=0-,而把换路后一瞬间记为t= 0+ 。换路定律告诉我们:
➢换路前后电容电压和电感电流不会发生跃变。同时一定注 意,电路中的其它电压和电流都可能发生跃变(包括电容 电流和电感电压)。
例 如图8-9(a)所示电路,已知电容电压uC(0)=6 V。t=0闭 合开关,求t > 0的电容电压和电容电流。
第18章 非线性瞬态实例分析
图 18.8 线性各向同性材料定义对话框
3.在线性各向同性材料属性对话框中的EX文本框中输入 117E9,PRXY文本框中输入
0.35。定义材料的弹性模量为 117E9 N/m2,泊松比为 0.35。单击对话框中的
按钮关
闭对话框。
4.接着双击Density(见图 18.7),弹出Density for Material Number 1 (1 号材料密度定义) 对话框,如图 18.9 所示。在DENS文本框中输入 8930,设定 1 号材料密度为 8930 Kg/m3。
5.在对话框中的相应文本框中分别输入 WP X , WP Y (正方形外接圆心)为“0”,Radius
(外接圆半径)为“0.0015”,正方形面的第一个关键点和工作平面 X 轴的角度 Theta 为“0”
(见图 18.14)。单击对话框中的
按钮,关闭对话框。在 ANSYS 图形输出窗口中将会
“CH18”,为本分析实例的数据库文件名。并单击 New log and error files (新的日志和错误
文件)单选框,使其变为“Yes”,为本实例的分析过程创建新的日志。单击
按钮关
闭对话框,完成文件名的修改。
图 18.2 修改文件名对话框
2.选取菜单路径 Utility Menu | File | Change Title,将弹出 Change Title (修改标题)对话
子弹的几何结构如图 18.1 所示。几何尺寸、材料属性和初始条件如下所示。 EX=117.0E09 (杨氏模量) DENS=8930.0 (密度) NUXY=0.35(泊松比) Yield Strength=400.0E06(屈服强度) Tangent Modulus=100.0E06 (剪切模量) 长 L=32.4E-3m 直径 D=6.4E-3m 对于这个问题的初始速度是 227.0。
有限元基础理论课件第8章瞬态分析
确定边界条件
根据实际问题,确定分析区域的 边界条件,如固定边界、自由边 界等。
初始条件的处理
根据问题的性质,对初始条件进 行处理,以保证求解的正确性和 稳定性。
瞬态分析的求解过程
初始化
对有限元模型进行初始化, 包括节点坐标、单元属性 等。
时间迭代
在每个时间步长内,根据 时间积分方案进行迭代计 算,得到每个时间点的解。
案例三:建筑结构的瞬态分析
总结词
建筑结构的瞬态分析主要研究建筑结构在不同地震作用下的动态响应和稳定性,是抗震设计的重要手 段之一。
详细描述
建筑结构的瞬态分析需要考虑地震波的输入、结构的动力特性和材料特性等。通过瞬态分析,可以预 测建筑结构在不同地震作用下的位移、速度和加速度等,为建筑结构的抗震设计和优化提供依据。
瞬态分析的目的是研究系统在随时间变化的载荷或边界条件下的响应。通过瞬态 分析,可以了解系统在不同时刻的动态行为,从而为优化设计、预测寿命和预防 故障提供依据。
时间积分方案
时间积分方案是瞬态分析中用于求解 时间依赖问题的数值方法。它通过将 时间积分区间划分为一系列小的子区 间,并在每个子区间上应用数值积分 公式来近似求解微分方程。常用的时 间积分方案包括欧拉法、龙格-库塔 法、预估校正法等。
瞬态分析在工程领域中具有广泛的应用价值,如振动分析、 热传导分析、流体动力学分析等。通过瞬态分析,可以深入 了解系统的动态行为,预测系统的性能和安全性,优化设计 ,提高产品的可靠性和稳定性。
瞬态分析的基本原理
时间积分
瞬态分析的核心是时间积分,即通过数值方法将时间积分方程离散化,得到一系 列离散时刻的系统状态。常用的时间积分方法包括欧拉法、龙格-库塔法等。
时间积分方案的实现
非线性电路分析方式讲解
扬 声 器
音频 放大器
解调器
中频放大 与滤波
混频器
高频放大
本地 振荡器
非线性电路分析方式讲解
第5章 频谱的线性搬移电路
FDMA原理
非线性电路分析方式讲解
第5章 频谱的线性搬移电路
两种类型的频谱变换电路
① 频谱线性搬移电路:将输入信号的频谱沿频率轴搬 移。 例:振幅调制、解调、混频电路。
特点:仅频谱搬移,不产生新的频谱分量。
第5章 频谱的线性搬移电路
基本思想:减少单二极管电路中不必要的频率分量
1.原理电路
设 N1=N2,等效电路:
非线性电路分析方式讲解
2 ❖ 忽略输出电压的反作用:
第5章 频谱的线性搬移电路
uD1=u2+u1 uD2=u2-u1
U2>0.5V, U2>>U1,二极管开关主要受u2控制
i1、i2在T2次级产生的电流分别为:
iD gDuD 0
2nππ22t
2nππ 2
2nππ22t
2nπ3π 2
令K(2t)1,
0,
2nππ22t
2nππ 2
2nππ22t
2nπ3π 2
非线性电路分析方式讲解
iD g (t)u D g D K (2 t)u D
其中 g(t)gDK(2t)称为
时变电导
第5章 频谱的线性搬移电路
K(2t)1 2π 2cos2t32πco3 s2t52πco5 s2t 由以上分析可以看出,流过二极
❖
则uo中 包含的频率分量?
iD g D K (2 t)u 1 ( u 2 )
g D 1 2 2 c2 o t 3 2 s c3 o 2 t 5 2 s c5 o 2 t s U 1 c1 o t U 2 s c2 o t
ansys非线性分析指南
ANSYS 非线性分析指南(1) 基本过程第一章结构静力分析1. 1 结构分析概述结构分析的定义:结构分析是有限元分析方法最常用的一个应用领域。
结构这个术语是一个广义的概念,它包括土木工程结构,如桥梁和建筑物;汽车结构,如车身、骨架;海洋结构,如船舶结构;航空结构,如飞机机身、机翼等,同时还包括机械零部件,如活塞传动轴等等。
在ANSYS 产品家族中有七种结构分析的类型,结构分析中计算得出的基本未知量- 节点自由度,是位移;其他的一些未知量,如应变、应力和反力,可通过节点位移导出。
七种结构分析的类型分别是:a. 静力分析- 用于求解静力载荷作用下结构的位移和应力等。
静力分析包括线性和非线性分析。
而非线性分析涉及塑性、应力刚化、大变形、大应变、超弹性、接触面和蠕变,等。
b. 模态分析- 用于计算结构的固有频率和模态。
c. 谐波分析- 用于确定结构在随时间正弦变化的载荷作用下的响应。
d. 瞬态动力分析- 用于计算结构在随时间任意变化的载荷作用下的响应,并且可计及上述提到的静力分析中所有的非线性性质。
e. 谱分析- 是模态分析的应用拓广,用于计算由于响应谱或PSD 输入随机振动引起的应力和应变。
f. 屈曲分析- 用于计算屈曲载荷和确定屈曲模态,ANSYS 可进行线性特征值和非线性屈曲分析。
g. 显式动力分析- ANSYS/LS-DYNA可用于计算高度非线性动力学和复杂的接触问题。
除了前面提到的七种分析类型,还有如下特殊的分析应用:? 断裂力学? 复合材料? 疲劳分析? p-Method结构分析所用的单元:绝大多数的ANSYS 单元类型可用于结构分析。
单元类型从简单的杆单元和梁单元一直到较为复杂的层合壳单元和大应变实体单元1.2 结构线性静力分析静力分析的定义:静力分析计算在固定不变的载荷作用下结构的响应。
它不考虑惯性和阻尼的影响,如结构受随时间变化载荷的情况。
可是静力分析可以计算那些固定不变的惯性载荷对结构的影响,如重力和离心力;以及那些可以近似为等价静力作用的随时间变化载荷,如通常在许多建筑规范中所定义的等价静力风载和地震载荷。
电路中的瞬态分析方法总结
电路中的瞬态分析方法总结在电路设计和分析过程中,瞬态分析方法是至关重要的工具。
通过瞬态分析,我们可以了解电路中电压和电流的动态变化情况,有助于判断电路的稳定性和响应速度。
本文将对常见的电路瞬态分析方法进行总结,包括直流瞬态分析和交流瞬态分析两方面。
一、直流瞬态分析方法直流瞬态分析主要是分析电路在开关状态发生改变时,电压和电流的快速响应过程。
常用的直流瞬态分析方法包括Step Response分析、Pulse Response分析和Transient Noise分析。
1. Step Response分析Step Response分析是通过输入直流方波信号来观察电路的响应情况。
步骤一般为:a) 在电路的输入端施加一个幅度固定的方波信号。
b) 观察电路在信号输入变化时,各个节点的电压和电流变化情况。
通过Step Response分析,我们可以了解电路在切换状态时的稳定性和响应时间。
2. Pulse Response分析Pulse Response分析主要是通过输入一个窄脉冲信号来观察电路的响应。
步骤一般为:a) 在电路的输入端施加一个窄脉冲信号。
b) 观察电路在信号输入变化时,各个节点的电压和电流变化情况。
通过Pulse Response分析,可以评估电路的带宽和响应速度。
3. Transient Noise分析Transient Noise分析主要是分析电路在瞬态干扰下的响应情况。
瞬态干扰可以来自电源噪声、开关时产生的电磁干扰等。
步骤一般为:a) 在电路的输入端施加一个瞬态噪声信号。
b) 观察电路在噪声信号输入时,各个节点的电压和电流变化情况。
二、交流瞬态分析方法交流瞬态分析主要是分析电路在交流信号变化时的响应情况,包括频率响应和相位响应。
常用的交流瞬态分析方法包括Frequency Response分析和Small-signal AC Response分析。
1. Frequency Response分析Frequency Response分析是通过输入正弦信号的不同频率来观察电路的响应,得到电路的频率特性。
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8.7. Performing a Nonlinear Transient AnalysisMany of the tasks that you need to perform in a nonlinear transient analysis are the same as (or similar to) those that you perform in nonlinear static analyses (described in Performing a Nonlinear Static Analysis) and linear full transient dynamic analyses (described in Structural Static Analysis). However, this section describes some additional considerations for performing a nonlinear transient analysis.Remember that the Solution Controls dialog box, which is the method described in Performing a Nonlinear Static Analysis, cannot be used to set solution controls for a thermal analysis. Instead, you must use the standard set of ANSYS solution commands and the standard corresponding menu paths.8.7.1. Build the ModelThis step is the same as for a nonlinear static analysis. However, if your analysis includes time-integration effects, be sure to include a value for mass density [MP,DENS]. If you want to, you can also definematerial-dependent structural damping [MP,DAMP].8.7.2. Apply Loads and Obtain the Solution1.Specify transient analysis type and define analysis options as youwould for a nonlinear static analysis:∙New Analysis or Restart [ANTYPE]∙Analysis Type: Transient [ANTYPE]∙Large Deformation Effects [NLGEOM]∙Large Displacement Transient (if using the Solution Controls dialog box to set analysis type)2.Apply loads and specify load step options in the same manner as youwould for a linear full transient dynamic analysis. A transient loadhistory usually requires multiple load steps, with the first loadstep typically used to establish initial conditions (see the BasicAnalysis Guide). The general, nonlinear, birth and death, andoutput control options available for a nonlinear static analysisare also available for a nonlinear transient analysis.In a nonlinear transient analysis, time must be greater than zero.See Transient Dynamic Analysis for procedures for defining nonzeroinitial conditions.For a nonlinear transient analysis, you must specify whether you want stepped or ramped loads [KBC]. See the Basic Analysis Guide for further discussion about ramped vs. stepped loads.You can also specify dynamics options: alpha and beta damping, time integration effects, and transient integration parameters.Command(s): ALPHAD, BETAD, TIMINT, TINTPGUI: Main Menu> Solution> Analysis Type> Sol'n Control ( : Transient Tab)Main Menu> Solution> Unabridged Menu> Load Step Opts> Time/Frequenc> DampingMain Menu> Solution> Unabridged Menu> Load Step Opts> Time/Frequenc> Time IntegrationAn explanation of the dynamics options follows.∙DampingRayleigh damping constants are defined using the constantmass [ALPHAD] and stiffness [BETAD] matrix multipliers. Ina nonlinear analysis the stiffness may change drastically -do not use BETAD, except with care. See Damping for detailsabout damping.∙Time Integration Effects [TIMINT]Time integration effects are ON by default in a transientanalysis. For creep, viscoelasticity, viscoplasticity, orswelling, you should turn the time integration effects off(that is, use a static analysis). These time-dependenteffects are usually not included in dynamic analyses becausethe transient dynamic time step sizes are often too short forany significant amount of long-term deformation to occur.Except in kinematic (rigid-body motion) analyses, you willrarely need to adjust the transient integration parameters[TINTP], which provide numerical damping to the Newmark andHHT methods. (See your Theory Reference for the MechanicalAPDL and Mechanical Applications for more information aboutthese parameters.)ANSYS' automatic solution control sets the defaults to a newtime integration scheme for use by first order transientequations. This is typically used for unsteady state thermalproblems where θ= 1.0 (set by SOLCONTROL, ON); this is thebackward Euler scheme. It is unconditionally stable and morerobust for highly nonlinear thermal problems such as phasechanges. The oscillation limit tolerance defaults to 0.0, sothat the response first order eigenvalues can be used to moreprecisely determine a new time step value.Note: If you are using the Solution Controls dialog box to set solution controls, you can access all of these options[ALPHAD, BETAD, KBC, TIMINT, TINTP, TRNOPT] on the Transienttab.3.Write load data for each load step to a load step file.Command(s):LSWRITEGUI: Main Menu> Solution> Load Step Opts> Write LS File4.Save a backup copy of the database to a named file.Command(s):SAVEGUI: Utility Menu> File> Save As5.Start solution calculations. Other methods for multiple load stepsare described in "Getting Started with ANSYS"in the Basic Analysis Guide.Command(s):LSSOLVEGUI: Main Menu> Solution> Solve> From LS Files6.After you have solved all load steps, leave SOLUTION.Command(s):FINISHGUI: Close the Solution menu.8.7.3. Review the ResultsAs in a nonlinear static analysis, you can use POST1 to postprocess results at a specific moment in time. Procedures are much the same as described previously for nonlinear static analyses. Again, you should verify that your solution has converged before you attempt to postprocess the results.Time-history postprocessing using POST26 is essentially the same for nonlinear as for linear transient analyses. See the postprocessing procedures outlined in Transient Dynamic Analysis.More details of postprocessing procedures can be found in the Basic Analysis Guide.。