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2013-08-14 by:Ansys培訓(xùn)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(shí)間的變化,仿佛時(shí)間定格在那里 你能得到這時(shí)的各種物理參數(shù)(這一瞬時(shí)的),是物理研究中經(jīng)常用到的一種方法。把隨時(shí)間變化是非復(fù)雜的事物 在時(shí)間上定格 然后對(duì)其分析 總結(jié)規(guī)律 最后再應(yīng)用到隨時(shí)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(dòng)力學(xué)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(shí)現(xiàn)這些方法之前,讓我們先探討一下各種方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
完全法
完全法采用完整的系統(tǒng)矩陣計(jì)算瞬態(tài)響應(yīng)(沒有矩陣縮減)。它是三種方法中功能最強(qiáng)的,允許包括各類非線性特性(塑性、大變形、大應(yīng)變等)。
注─如果并不想包括任何非線性,應(yīng)當(dāng)考慮使用另外兩種方法中的一種。這是因?yàn)橥耆ㄊ侨N方法中開銷最大的一種。
完全法的 優(yōu)點(diǎn) 是:
·容易使用,不必關(guān)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(zhì)量矩陣近似。
·在一次分析就能得到所有的位移和應(yīng)力。
·允許施加所有類型的載荷:節(jié)點(diǎn)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(shí)體模型上施加的載荷。
完全法的 主要缺點(diǎn) 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(duì)模態(tài)分析得到的振型(特征值)乘上因子并求和來計(jì)算結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。此法是ANSYS/Professional程序中唯一可用的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析法。
模態(tài)疊加法的 優(yōu)點(diǎn) 是:
·對(duì)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(hào)的函數(shù))。
模態(tài)疊加法的 缺點(diǎn) 是:
·整個(gè)瞬態(tài)分析過程中時(shí)間步長必須保持恒定,不允許采用自動(dòng)時(shí)間步長;
·唯一允許的非線性是簡(jiǎn)單的點(diǎn)點(diǎn)接觸(間隙條件);
·不能施加強(qiáng)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(jì)算出來后,ANSYS可將解擴(kuò)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(duì)縮減過程的詳細(xì)討論。)
縮減法的 優(yōu)點(diǎn) 是:
·比完全法快且開銷小。
縮減法的 缺點(diǎn) 是:
·初始解只計(jì)算主自由度的位移,第二步進(jìn)行擴(kuò)展計(jì)算,得到完整空間上的位移、應(yīng)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(shí)體模型上施加載荷)。
·整個(gè)瞬態(tài)分析過程中時(shí)間步長必須保持恒定,不允許用自動(dòng)時(shí)間步長。
·唯一允許的非線性是簡(jiǎn)單的點(diǎn)—點(diǎn)接觸(間隙條件)。
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