瞬态动力学分析06

1、§ 3. 6缩减法瞬态动力学分析过程缩减（reduced）法是用缩减矩阵來计算动力学响应，在ansys/multiphysics, ansys/mechanical及ansys/structural中均可采用。如果在分析中不准备包含 非线性特性（除了简单的节点对节点接触），就可以考虑使用这种方法。缩减法憐态动力学分析的过程由五个主要步骤组成：1 建造模型；2. 获取缩减解；3. 观察缩减法求解结果；4. 扩展解（扩展处理）；5 观察已扩展解的结果。在这些步骤屮，第一步和完全法中的相同，不过不允许冇非线性特性（简单 的节点对节点接触除外，它是被指定为间隙条件而非单元类型）。其它步骤的细

2、 节在下面解释。§ 3. 6. 1获取缩减解缩减解指在主自由度处计算岀的自由度解。求缩减解需要做的工作如下：1 .进入 solution命令：/solugui： main menu>solution§3. 6. 1. 1指定分析类型和选项除了下而的差别外，用于缩减法的分析类型和选项和用于完全法的类型及选 项基本相同。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。不能使用重启动antype o选择reduced求解方法trnopt；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

3、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uunabridged menu（展开）”菜单。详细内 容，参见ansys基木分析指南的使用展开菜单。非线性选项nlgeom, sst1f, nropt均不可釆用。§3. 6.1.2定义主自由度。主自由度是描述结构动力学行为特性的基木自由度。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。参见“瞬态动力 学分析”中的“矩阵缩减”部分所述的选择主口由度的准则。命令：mmgentota

4、lmustmdelegui： main menu>solution>master dofs>define/copy/program selectedmain menu>solution>master dofs>list allmain menu>solution>master dofs>delete§3. 6.1.3定义间隙条件定义任何间隙条件：命令：gpgui： main menu>solution>dynamic gap cond>define同样也可以列出或删除已定义的间隙：命令：gplistgpdeleg

5、ui： main mcnu>solutions>dynamic gap cond>list allmain menu>solutions>dynamic gap cond>delete§3. 6.1. 3.1间隙条件间隙条件类似于间隙单元，是被指定在瞬态分析过程中预期会发牛接触（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。间隙条伴只可指定在两个主节点之间或主节点和基础（ground）之间,如卜图所示：图2间隙条件实例定义间隙条件的一些准则如2使用足够的间隙条件以在接触表而间得到平滑的接触应力分布

6、。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吋间步长。通常建议指定一个比毗邻单元刚 度高一或二个数量级大小的间隙刚度。可以用公式ae/l估算毗邻单元的刚度， 这里a是间隙条件周围的有贡献的而积，e是交界而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c0mbin40的完全瞬态分析法要快。仅当trnopt二msup允许非线性间 隙阻尼功能。缩减法瞬态分析将忽略阻尼条件。§ 3. 6. 1. 4在模型上加初始条件在缩减法瞬态动力学分析屮有下列加载限制

7、：只能施加位移、力和平移加速度（如重力）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自由度，那么不允许施加加速度载荷。只能在主自由度上施加力和非零位移载荷。同完全法中提到的一样，在瞬态分析屮要用多载荷步加载来给定义加载历程。 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。如f所述:建立初始条件。唯一需要明确设置的初始条件是初始位移（气）；也就是 说，初始速度和加速度必须为零（斗二0,斗二0）。由于在后继的载荷步 屮不能删除位移，因此它们不能用于指定初始速度。在瞬态动力学分析小，总是首先进行静力学分析做为初始求解，廿的是用给定的载荷确定。在第一个载荷步屮指

8、定载荷步选项。下列选项可用于第一个载荷步。用于第一载荷步的选项选项命令gui途径动力学选项(dynamics options )transientintegrationparameterstintpmain mcnu>solution>-load step opts-time/frequenc>time integrationdampingalphadbetadmp, dampmain menu>solution>-load stepopts-time/frequenc >damping通用选项(general options )integration ti

9、mestepdeltimmain menu>solution>-load step opts-time/frequenc >time & time step输出控制选项(output control options )printed outputoutprmain menu>solution>-load stepopts-output ctrls>solu printout§3. 6. 1.4. 1动力学选项 transient in tegration parameterstintp瞬态积分参数控制newmark时间积分法的特性。缺省时是

10、使用恒定的平 均加速度方案，细节参见人$丫$理论参考手册。 damping大多数结构中存在某种形式的阻尼，而且在分析屮不可忽略。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-单元阻尼（combin7等）细节说明参见“阻尼”部分。§3. 6. 1.4.2通用选项 in tegra tion time stepdeltim积分时间步长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。注一如果在第一个载荷步中用了 time命令,它将被忽略。第一步求解总是 time=o的静态求解。

11、67;3. 6. 1.4.3输出控制选项 printed outputoutpr用此选项可设置输出主自由度处的位移解。§ 3. 6. 1. 5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. soi）。命令:lswritegui： main mcnu>solution>-solve-writc ls file § 3. 6.1. 6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lswrtte。下面是可用于瞬态载荷步的选项：通用选项-stepped kbc, 1或 ramped 载荷施加方式kbc