有限元基础理论 瞬态分析

第8章 瞬态动力学分析
✓后处理 时间历程后处理 定义变量，提取数据，绘制变量的时间变化曲线（在实例中讲解） 实例1（静力分析）
实例1（瞬态分析，方法1）
实例1（瞬态分析，方法2）
第8章 瞬态动力学分析
共振（瞬态分析，方法1）
第8章 瞬态动力学分析
共振（瞬态分析，方法2）
第8章 瞬态动力学分析
第8章 瞬态动力学分析
8.2.3缩减法（Reduced method）。 采用主自由度和缩减矩阵来压缩问题的规模。主自由度处的位移计算出来 后，扩展到初始的完整DOF集上。 特点: 比Full法快，开销小； ✓所有载荷必须施加在用户定义的自由度上，不能在实体模型和单元上施 加载荷； ✓整个瞬态分析过程中时间步长必须保持恒定，不允许用自动时间步长； ✓唯一允许的非线性是点-点接触； ✓不允许非零位移； ✓初始解只计算出主自由度的位移。要得到完整的位移、应力和力的解需 进行扩展处理。
第8章 瞬态动力学分析
8.1 瞬态动力学分析概述
瞬态动力学分析（也称时间历程分析）用于受任意随时间变 化载荷的结构动力学响应。
8.2 瞬态动力学分析方法
8.2.1完全法（full method）。 采用完整的系统矩阵计算瞬态响应。功能最强，允许包含各类非线性特 性（塑性、大变形、接触）。 优点: 容易使用，不必关心和选取主自由度； 允许包含各类非线性； 在一次处理过程中计算出所有的位移和应力； 允许施加各种类型的载荷； 允许采用实体模型上所加的载荷。
第8章 瞬态动力学分析
8.3Full法瞬态动力学分析基本步骤
✓前处理（建立模型、划分网格） ✓建立初始条件； ✓设置求解控制； ✓设置求解选项； ✓施加载荷（不随时间变化的载荷和边界条件）； ✓设定载荷步和变化载荷； ✓瞬态求解； ✓后处理。
第8章 瞬态动力学分析
✓前处理（建立模型、划分网格） 可以采用各种非线性； ✓建立初始条件； 第一个载荷步通常被用来建立初始条件。初始条件应该是零时刻的情况，但 由于求解时间必须大于零，所以初始条件一般设定一个小的时间，也可在瞬 态分析中的第一载荷步中设置。 ✓设置求解控制； 指定在载荷步的载荷发生变化的形式是阶跃（默认的）载荷还是斜坡载荷； 设定此步载荷步的子步数目，可以打开自动子步来优化。 ✓设置求解选项； 预应力； 阻尼； 质量矩阵的形式。
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8.2.2模态叠加法（mode superposition method）。 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。
特点: 比Full法快，开销小； ✓整个瞬态分析过程中时间步长必须保持恒定，不允许用自动时间步长； ✓唯一允许的非线性是点-点接触； ✓不允许非零位移。
实例1（静力分析）
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最最大大节节点点应应力力时时间间历历程程（（sstteepp）ped）
瞬态分ห้องสมุดไป่ตู้（第六步，力最大）
方法1最大节点应力时间历程（ramped）
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方法2最大节点应力时间历程（ramped）
第8章 瞬态动力学分析
✓施加载荷（不随时间变化的载荷和边界条件）； 为考虑惯性力的影响，需设置材料的密度； 其它载荷施加与静力分析一样。 ✓设定载荷步和变化载荷； Time,… KBC,… Loads,… Lswrite,i ✓瞬态求解； 多载荷步求解:Solution->Solve->From LS Files; APDL: lssolve,i,j