理论教育 使用ANSYS13.0实战解析,获得解析结果

使用ANSYS13.0实战解析,获得解析结果

时间:2023-10-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:1)不能使用求解控制对话框定义缩减法瞬态分析类型和分析设置,而应当利用标准序列的ANSYS求解命令和对应菜单进行设置。求解菜单可能处于压缩或展开状态,完全取决于上次ANSYS求解的菜单状态。ANSYS程序通过使用一个等效的节点载荷向量表示在间隙关闭时会产生的间隙力。在瞬态动力学分析中,总是首先进行静力学分析做为初始求解的,目的是用给定的载荷确定u0。

使用ANSYS13.0实战解析,获得解析结果

缩减解指在主自由度处计算出的自由度解。求缩减解需要做的工作如下:

1.进入SOLUTION

命令:/SOLU

GUI:Main Menu|Solution

2.指定分析类型和选项

除了下面的差别外,用于缩减法的分析类型及选项与用于完全法的类型及选项基本相同。

1)不能使用求解控制对话框定义缩减法瞬态分析类型和分析设置,而应当利用标准序列的ANSYS求解命令和对应菜单进行设置。

2)不能使用重启动。

3)选择Reduced求解方法。

4)一旦指定缩减法瞬态分析,对应的求解菜单就会出现。求解菜单可能处于压缩或展开状态,完全取决于上次ANSYS求解的菜单状态。压缩菜单包仅仅含模态叠加法瞬态分析的有效选项和/或建议选项。如果处于压缩菜单状态,希望访问其他求解选项,就选择求解器中的“Unabridged Menu(展开)”菜单。

5)非线性选项,如大变形、应力刚化等均不可采用。

3.定义主自由度

主自由度是描述结构动力学行为特性的基本自由度。缩减法瞬态动力学分析要求在定义了间隙条件、力或非零位移的位置处定义主自由度。

命令:M

GUI:Main Menu|Solution|Master DOFs|User Selected|Define

4.定义间隙条件

可以使用如下方法定义任何间隙条件。

命令:GP

GUI:Main Menu|Solution|Dynamic Gap Cond|Define

使用如下方法可以列出或删除已定义的间隙。

命令:GPLIST/GPDELE

GUI:Main Menu|Solutions|Dynamic Gap Cond|List All

间隙条件类似于间隙单元,被指定在瞬态分析过程中预期会发生接触(碰撞)的表面之间。ANSYS程序通过使用一个等效的节点载荷向量表示在间隙关闭时会产生的间隙力。间隙条件只可指定在两个主节点之间或主节点和基础之间,如图14-4所示。

978-7-111-35546-5-Chapter14-19.jpg

图14-4 间隙条件实例

a)实例1 b)实例2

定义间隙条件的一些准则如下。

●使用足够的间隙条件以在接触表面间得到平滑的接触应力分布。

●定义合理的间隙刚度。如果刚度太低,接触表面可能重合太多。如果刚度太高,在碰撞期间要求一个非常小的时间步长。通常建议指定一个比相邻单元刚度高一或二个数量级人小的间隙刚度。可以用公式AE/L估算相邻单元的刚度,这里A是间隙条件周围的有贡献的面积,E是交界面上较软材料的弹性模量,L是交界面上第一层单元的深度。

●利用GP命令的DAMP域可以输入非线性间隙阻尼,此时运行速度比使用间隙单元COMBIN40的完全瞬态分析法要快。仅当TRNOPT=MSUP允许非线性间隙阻尼功能时,缩减法瞬态分析将忽略阻尼条件。

5.在模型上施加初始条件

(1)在缩减法瞬态动力学分析中有下列加载限制。

1)只能施加位移、力和平移加速度载荷。如果模型包含旋转过节点坐标系的节点,并在它们上定义有主白由度,那么不允许施加加速度载荷。

2)只能在主白由度上施加力和非零位移载荷。

与完全法中捉到的一样,在瞬态分析中要用多载荷步加载来定义加载历程。第一个载荷步用于建立初始条件,第二个和后继的载荷步用于施加瞬态载荷。

3)建立初始条件。唯一需要明确设置的初始条件是初始位移(u0);也就是说,初始速度和加速度必须为零(u0=0,u0=0)。由于在后继的载荷步中不能删除位移,因此它们不能用于指定初始速度。在瞬态动力学分析中,总是首先进行静力学分析做为初始求解的,目的是用给定的载荷确定u0。(www.daowen.com)

(2)在第一个载荷步中指定载荷步选项

表14-2给出了用于第一载荷步的选项。

1)瞬态积分参数(Transient Integration Parameters)。瞬态积分参数控制NeWmark时间积分法的特性。默认时是使用恒定的平均加速度方案。

2)阻尼参数(Damping)。人多数结构中存在某种形式的阻尼,并且在分析中不可忽略。可指定的阻尼形式有以下4种:Alpha(质量)阻尼[ALPHAD],Beta(刚度)阻尼[BETAD]、和材料相关的Beta阻尼[MP,DAMP]以及单元阻尼(Combin7等)。

3)积分时间步(Integration Time Step)。积分时间步是唯一有效的通用选项,在整个瞬态过程中假定为恒定不变。

注意:如果在第一个载荷步中使用了TIME命令,它将被忽略。第一步求解总是TIME为0的静态求解。

4)打印输出(Printed Output)。用此选项可设置输出主自由度处的位移解。

表14-2 用于第一载荷步的选项

978-7-111-35546-5-Chapter14-20.jpg

6.将第一个载荷步写入载荷步文件

将第一个载荷步写入载荷步文件(Jobname.S01)。

命令:LSWRITE

GUI:Main Menu|Solution|Solve|Write LS File

7.指定载荷步和载荷步选项

指定瞬态载荷部分对应的载荷和载荷步选项,并将每一个载荷步写入一个载荷步文件[LSWRITE]。下面是可用于瞬态载荷步的选项。

(1)通用选项

1)Time(指定载荷步结束时的时间)[TIME]。

2)Stepped[KBC,1]或Ramped载荷施加方式[KBC]。

(2)输出控制

1)Printed Output[OUTPR],打印输出。

2)Reduced displacement file[OUTRES]缩减位移文件。

这些命令中唯一有效的标识字(Label)是节点解(NSOL)。OUTRES命令在默认状态下每隔四个时间点把结果写入缩减位移文件一次。

8.存储一个数据库备份

将数据库保存到一个指定名称的备份文件中。

命令:SAVE

GUI:Utility Menu|File|Saveas

9.开始瞬态求解

可以使用下列方法之一进行求解。

命令:LSSOLVE

GUI:Main Menu|Solution|Solve|From LS Files

其他的生成和求解多步载荷的方法,如矩阵参数法(array parameter)和多步求解法(multiple SOLVE)。

10.离开SOLUTION

命令:FINISH

GUI:关闭Solution菜单

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