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)。

谐响应分析可以采用完全法、缩减法和模态叠加法三种方法.

3。瞬态动力学分析

瞬态动力学分析（亦称时间历程分析)是用于确定承受任意的随时间变化的荷载的结构动力学响应的一种方法。可以用瞬态动力学分析确定结构在静荷载、瞬态荷载和简谐荷载的随意组合下的随时间变化的位移、应变、应力及力。荷载和时间的相关性使得惯性力和阻尼力作用比较重要,如果惯性力和阻尼力不重要，就可以用静力学分析代替瞬态分析。

瞬态动力学分析可采用三种方法：完全法、缩减法和模态叠加法。完全法采用完整的系统矩阵计算瞬态响应，在三种方法中功能最强，可包括各类非线性特性（如塑性、大变形、大应

变等）。模态叠加法对模态分析得到的振型乘上因子并求和来计算结构的响应.缩减法通过采用主自由度和缩减矩阵而压缩问题规模，在主自由度的位移计算出来后，再将解扩展到原有的完整自由度集上。主自由度通常是节点个数的2倍。

4。谱分析

谱分析是一种将模态分析的结构与一个已知的谱联系起来计算模型的位移和应力的分析技术。它主要应用于时间历程分析，以便确定结构对随机荷载或随时间变化荷载（如地震、风载、海洋波浪、喷气发动机推力、火箭发动机振动等)的动力响应情况。

所谓谱，就是谱值与频率的关系图，它表达了时间历程荷载的强度和频率。谱分析有三种形式：响应谱分析方法、动力设计分析方法、功率谱密度方法。

只有线性行为在谱分析中才是有效地，任何非线性单元均作为线性处理。如果含有接触单元，则其刚度始终是初始刚度；且必须定义材料弹性模量和密度，材料的任何非线性将被忽略，单允许材料特性是线性、各向同性或各向异性及随温度变化或不随温度变化。

三角平台受一地震谱激励，求应力分布和支反力

基本过程：

1、建模

2、求模态解

3、求谱解

4、扩展模态

5、模态合并

6、观察结果

/PREP7 ！建模

ET，1,BEAM189

ET，2，SHELL93

R，1,0.01, , , ，, ,

MP，EX，1,210e9

MP，PRXY，1，0。3

MP,DENS,1，7850

SECTYPE, 1，BEAM, RECT，secA，0

SECOFFSET，CENT

SECDATA,0.005，0。008,0,0,0，0，0,0,0，0

K，,-0.5,,，

K, ,0。5，,，

K，，，,1,

K, ,，1,1,

K, ，-0.5，1，,

K, ,0.5，1,，

K, ,,，0。5,

A，4，5，6

LSTR, 1, 5

LSTR，3，4

LSTR，2, 6

LSEL,S，LINE,，4,6

LATT，1，1,1，, 7, ,1

LSEL, , , ，ALL

LESIZE,ALL，, ,10，, ，, ,1

LMESH，4,6

TYPE, 2

MSHAPE,0,2D

MSHKEY，1

AMESH，1

FINISH

/SOL !取前十阶模态

ANTYPE,2

MODOPT，LANB,10

KSEL,S,KP,，1,3

DK,ALL，，, ，0，ALL，，, ，，，

SOLVE

FINISH

/SOL !谱分析

ANTYPE,8

SPOPT，SPRS,10，1 …………0是no，1是yes 包括应力响应SVTYP,3

SED，0，1,0, !给出激励方向

FREQ,0.25，1。34,6。73，14.6，28.9,0,0，0,0 ！激励谱

SV，0,0。00073，0。00016，0。00034,0.00034，0.00052,

SOLVE

FINISH

/SOL !扩展模态

ANTYPE,2

EXPASS,1

MXPAND,10，0,0，1，0。001，

SOLVE

FINISH