理论教育 ANSYS13.0有限元分析:非线性瞬态分析简介

ANSYS13.0有限元分析:非线性瞬态分析简介

时间:2023-10-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:施加载荷,并指定载荷步选项这与线性完全瞬态动力分析相同。此外,非线性静力分析中所用的一般的非线性、生或死、输出控制等,在非线性瞬态分析中也可应用。在非线性瞬态分析中,时间必须大于0。在非线性分析中,刚度可能激烈改变——除特殊情况外,不要应用BETAD。

ANSYS13.0有限元分析:非线性瞬态分析简介

许多需要进行非线性瞬态分析的任务,与非线性静力分析和线性完全瞬态分析相同或相似。本节将论述非线性瞬态分析的一些附加考虑。

1.建模

这一步骤与非线性静力分析相同。但是,如果分析中包含时间的积分效应,则必须输入质量密度。如果需要,还可以定义与材料相关的结构阻尼。

2.施加载荷和求解

(1)指定瞬态分析类型,定义分析选项

●新的分析或重启动(ANTYPE)。

●分析类型:瞬态(ANTYPE)。

●大变形效应(NLGEOM)。

●大位移瞬态(如果用求解控制对话框设置分析类型)。

(2)施加载荷,并指定载荷步选项

这与线性完全瞬态动力分析相同。瞬态时间历程通常需要多个载荷步,其中第1载荷步典型地用于建立初始条件,如前所述。此外,非线性静力分析中所用的一般的非线性、生或死、输出控制等,在非线性瞬态分析中也可应用。

在非线性瞬态分析中,时间必须大于0。

对于非线性瞬态分析,用户必须说明是阶梯载荷还是斜坡载荷(KBC)。

命令:ALPHAD/BETAD/TIMINT/TINTP

GUI:Main Menu|Solution|Unabridged Menu|Load Step Opts|Time/Frequenc|Damping

Main Menu|Solution|Unabridged Menu|Load Step Opts|Time/Frequenc|Time Integration

(3)动力选项解释

1)阻尼常数用常数质量(ALPHAD)和刚度(BETAD)矩阵乘子定义Rayleigh。在非线性分析中,刚度可能激烈改变——除特殊情况外,不要应用BETAD。

2)时间积分效应(TIMINT)。只在瞬态分析中,时间积分效应才默认打开。对于蠕变、粘弹性、粘塑性、膨胀,应当关闭时间积分效应(即进行静力分析)。这些时间相关效应通常不包括在动力分析中,因为瞬态动力时间步,对于任何明显的长期变形来说,时间太短。(www.daowen.com)

除了在运动学(刚体运动)分析中,用户应当很少需要调整瞬态积分参数(TINTP),它对Newmark方程提供数值阻尼。ANSYS的自动求解控制,把默认设为一个新的时间积分方案,对于应用一阶瞬态方程。这通常用于不稳定状态热问题(θ=1,由SOLCONTROL,ON设置),这是反向欧拉(EULER)方案。它是无条件稳定的。对于如相变这样的高度非线性热问题,这种方案更有效。振荡极限容限默认为0.0,以使响应的一阶特征值可用于更精确地决定一个新的时间步值。

注意:如果用求解控制对话框设置求解控制,用户可在Transient标签中进入所有这些选项。

(4)把各个载荷步的载荷数据写到载荷步文件中

命令:LSWRITE

GUI:Main Menu|Solution|Load Step Opts|Write LS File

(5)把数据库备份到一个命名文件中

命令:SAVE

GUI:Utility Menu|File|Save As

(6)开始求解

命令:LSSOLVE

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

(7)在求解完所有载荷步后,退出求解

命令:FINISH

GUI:关闭Solution菜单。

3.观察结果

与非线性静力分析一样,可以用POST1来处理某一时刻的结果,其使用方法也相同。再次提醒,应在进行后处理之前检查计算是否收敛。

时间历程后处理程序POST26的应用,也与非线性静力分析中基本相同。

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