ANSYS瞬态动力学分析实例2

一根钢梁支撑着集中质量并承受一个动态载荷（如图1所示）。钢梁长为L，支撑着一个集中质量M。这根梁承受着一个上升时间为t1大值为F1的动态载荷F （t）。梁的质量可以忽略，确定产生最大位移响应时的时间t max和响应y max。同时要确定梁中的最大弯曲应力。

图1 钢梁支撑集中质量的几何模型

材料特性：弹性模量为2e5MPa，质量为M＝0.0215t，质量阻尼为8；

几何尺寸为：L＝450mm，I＝800.6mm4，h＝18mm；

载荷为：F1＝20N，t1＝0.075s

操作步骤：

1．定义单元类型：Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete，出现一个对话框，单击“Add”，又出现一个对话框，在对话框左面的列表栏中选择“Structural Beam”，在右面的列表栏中选择“2D elastic 3”，单击“Apply”，在对话框左面的列表栏中选择“Structural Mass”，在右边选择“3D mass 21”，单击“OK”，在单击“Options”，弹出对话框，设置K3为“2-D W/O rot iner”，单击“OK”，再单击“Close”。

2．设置实常数：Main Menu>Preprocessor>Real Constants> Add/Edit/Delete，出现对话框，单击“Add”，又弹出对话框，选择“Type1 BEAM3”，单击“OK”，

又弹出对话框，输入AREA为1，IZZ＝800.6，HEIGHT＝18，单击“OK”，在单击“Add”，选择Type 2 MASS21，单击“OK”，设置MASS为0.0215，单击“OK”，再单击“Close”。

3．定义材料属性：Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Modls，出现对话框，在“Material Models Available”下面的对话框中，双击打开“Structural>Linear>Elastic>Isotropic”，又出现一个对话框，输入弹性模量EX＝2e5，泊松比PRXY＝0，单击“OK”，单击“Materal>Exit”。

4．建立模型：

1）创建节点：依次单击Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Nodes>In Active CS，在弹出对话框中，依次输入节点的编号1，节点坐标x＝0，y ＝0，然后单击“Apply”，输入节点编号2，节点坐标x＝450/2，y＝0，然后单击“Apply”，输入节点编号3，节点坐标x＝450，y＝0。单击“OK”。2）创建单元：依次单击Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Elements >Auto Numbered>Thru Nodes，弹出拾取框，拾取节点1和2，2和3，单

击“OK”。

3）指定单元实常数：Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Elements> Elem Attributes，弹出对话框，设置TYPE为2，REAL为2，单击“OK”。4）创建单元：依次单击Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Elements >Auto Numbered>Thru Nodes，弹出拾取框，拾取节点2，单击“OK”。

5 定义分析类型：Main Menu>Solution>Analysis Type>New Analysis，弹出对话框，选择Trasiernt，单击“OK”，又弹出对话框，选择Reduced，单击“OK”。

6) 设置分析选项：Main Menu>Solution>Analysis Type>Analysis Options，弹出对话框，单击“OK”。

7．定义主自由度：Main Menu> Solution> Master DOFs> User Selected> Define，弹出拾取框，拾取节点2，单击“OK”，弹出对话框，选择Lab1为UY。

8．指定载荷选项：Main Menu>Solution>Load Step Opts >Time/Frequenc>

Time-Time Step ，弹出对话框，输入DELTIM时间步大小为0.004，单击“OK”。9．定义阻尼：Main Menu>Solution>Load Step Opts >Time/Frequenc>Damping，弹出对话框，输入ALPHAD为8，单击“OK”。

10．施加第一个载荷步：

1）施加约束位移：依次单击Main Menu>Solution>Define lodes>Apply>Structural > Displacement>On Node，出现拾取框，拾取节点3，单击“OK”，又弹出一对话框，选择ALL DOF，单击“Apply”，弹出拾取框，拾取节点1，单击“OK”，弹出对话框，选择UY，单击“OK”。

2）施加集中力：Main Menu>Solution>Define lodes>Apply>Structural>

Force/Moment >On Nodes，弹出拾取框拾取节点2，单击“Apply”，弹出对话框，选择Lab为FY，输入V ALUE为0，单击“OK”。

3）结果输出控制：Main Menu>Solution>Load Step Opts >Output Ctrls>Solu Printout弹出对话框，选择Every Substep，单击“OK”。

4）载荷步输出：Main Menu>Solution>Load Step Opts>Write LS File，弹出对话框，输入LSNUM为1，单击“OK”。

11．施加第二个载荷步：

1）Main Menu>Solution>Load Step Opts >Time/Frequenc>Time-Time Step ，弹出对话框，输入TIME载荷步结束时间为0.075，单击“OK”。

2）施加集中力：Main Menu>Solution>Define lodes>Apply>Structural>

Force/Moment >On Nodes，弹出拾取框拾取节点2，单击“Apply”，弹出对话框，