理论教育 ANSYS17.0瞬态动力学求解方法

ANSYS17.0瞬态动力学求解方法

时间:2023-11-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:瞬态动力学分析可采用3种方法:完全法、模态叠加法和缩减法。如果不想包括任何非线性特性,应当考虑使用另外两种方法中的一种。此法是ANSYS/Professional程序中唯一可用的瞬态动力学分析法。

ANSYS17.0瞬态动力学求解方法

瞬态动力学分析可采用3种方法:完全法、模态叠加法和缩减法。

1.完全法

完全法采用完整的系统矩阵计算瞬态响应(没有矩阵缩减)。它是3种方法中功能最强的,允许包括各类非线性特性(塑性、大变形、大应变等)。如果不想包括任何非线性特性,应当考虑使用另外两种方法中的一种。这是因为完全法是3种方法中开销最大的一种。

完全法的优点:容易使用,不必关心如何选择主自由度或振型;允许各种类型的非线性特性;采用完整矩阵,不涉及质量矩阵近似;在一次分析就能得到所有的位移和应力;允许施加所有类型的荷载,还允许通过TABLE数组参数指定表边界条件;允许在实体模型上施加荷载。

完全法的缺点:比其他方法开销大。

2.模态叠加法

模态叠加法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结构的响应。此法是ANSYS/Professional程序中唯一可用的瞬态动力学分析法。(www.daowen.com)

模态叠加法的优点:对于许多问题,模态叠加法比缩减法或完全法更快、开销更小;只要模态分析不采用Power Dynamics方法,通过LVSCALE命令可将模态分析中施加的单元荷载引入到瞬态分析中;允许考虑模态阻尼(阻尼比作为振型号的函数)。

模态叠加法的缺点:整个瞬态分析过程中时间步长必须保持恒定,不允许采用自动时间步长;唯一允许的非线性是简单的点-点接触(间隙条件);不能施加强制位移(非零)。

3.缩减法

缩减法通过采用主自由度及缩减矩阵来压缩问题规模。在主自由度处的位移被计算出来后,ANSYS可将解扩展到原有的完整自由度集上。

缩减法的优点:比完全法快且开销小。

缩减法的缺点:初始解只计算主自由度的位移,第2步进行扩展计算,得到完整空间上的位移、应力和力;不能施加单元荷载(压力、温度等),但允许施加加速度;所有荷载必须加在用户定义的主自由度上(限制在实体模型上施加荷载);整个瞬态分析过程中时间步长必须保持恒定,不允许采用自动时间步长;唯一允许的非线性是简单的点-点接触(间隙条件)。

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