ANSYS瞬態(tài)分析

2013-08-14 by:Ansys培訓中心來源:仿真在線

ANSYS瞬態(tài)分析

瞬態(tài)分析不用考慮各種參數(shù)隨時間的變化,仿佛時間定格在那里你能得到這時的各種物理參數(shù)(這一瞬時的),是物理研究中經(jīng)常用到的一種方法。把隨時間變化是非復雜的事物在時間上定格然后對其分析總結規(guī)律最后再應用到隨時間的變化上得到總體的變化規(guī)律。

三種求解方法

瞬態(tài)動力學分析可采用三種方法:完全(Full)法、縮減(Reduced)法及模態(tài)疊加法。ANSYS/Professional產(chǎn)品中只允許用模態(tài)疊加法。在研究如何實現(xiàn)這些方法之前,讓我們先探討一下各種方法的優(yōu)點和缺點。

完全法

完全法采用完整的系統(tǒng)矩陣計算瞬態(tài)響應(沒有矩陣縮減)。它是三種方法中功能最強的,允許包括各類非線性特性(塑性、大變形、大應變等)。

注─如果并不想包括任何非線性,應當考慮使用另外兩種方法中的一種。這是因為完全法是三種方法中開銷最大的一種。

完全法的 優(yōu)點 是:

·容易使用,不必關心選擇主自由度或振型。

·允許各種類型的非線性特性。

·采用完整矩陣,不涉及質量矩陣近似。

·在一次分析就能得到所有的位移和應力。

·允許施加所有類型的載荷:節(jié)點力、外加的(非零)位移(不建議采用)和單元載荷(壓力和溫度),還允許通過TABLE數(shù)組參數(shù)指定表邊界條件。

·允許在實體模型上施加的載荷。

完全法的 主要缺點 是它比其它方法開銷大。

模態(tài)疊加法

模態(tài)疊加法通過對模態(tài)分析得到的振型(特征值)乘上因子并求和來計算結構的響應。此法是ANSYS/Professional程序中唯一可用的瞬態(tài)動力學分析法。

模態(tài)疊加法的 優(yōu)點 是:

·對于許多問題,它比縮減法或完全法更快開銷更小;

·只要模態(tài)分析不采用PowerDynamics方法,通過 LVSCALE 命令將模態(tài)分析中施加的單元載荷引入到瞬態(tài)分析中;

·允許考慮模態(tài)阻尼(阻尼比作為振型號的函數(shù))。

模態(tài)疊加法的缺點是:

·整個瞬態(tài)分析過程中時間步長必須保持恒定,不允許采用自動時間步長;

·唯一允許的非線性是簡單的點點接觸(間隙條件);

·不能施加強制位移(非零)位移。

縮減法

縮減法通過采用主自由度及縮減矩陣壓縮問題規(guī)模。在主自由度處的位移被計算出來后,ANSYS可將解擴展到原有的完整自由度集上。(參見“模態(tài)分析”中的“矩陣縮減”部分對縮減過程的詳細討論。)

縮減法的 優(yōu)點 是:

·比完全法快且開銷小。

縮減法的缺點是:

·初始解只計算主自由度的位移,第二步進行擴展計算,得到完整空間上的位移、應力和力;

·不能施加單元載荷(壓力,溫度等),但允許施加加速度。

·所有載荷必須加在用戶定義的主自由度上(限制在實體模型上施加載荷)。

·整個瞬態(tài)分析過程中時間步長必須保持恒定,不允許用自動時間步長。

·唯一允許的非線性是簡單的點—點接觸(間隙條件)。

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