第三章 瞬態(tài)動力學(xué)分析

1、3.13.1瞬態(tài)動力學(xué)分析的定義瞬態(tài)動力學(xué)分析的定義瞬態(tài)動力學(xué)分析（亦稱時(shí)間歷程分析）是用于確定承受任意的隨時(shí)間變化載荷結(jié)構(gòu)的動力學(xué)響應(yīng)的一種方法?？梢杂盟矐B(tài)動力學(xué)分析確定結(jié)構(gòu)在穩(wěn)態(tài)載荷、瞬態(tài)載荷和簡諧載荷的隨意組合作用下的隨時(shí)間變化的位移、應(yīng)變、應(yīng)力及力。載荷和時(shí)間的相關(guān)性使得慣性力和阻尼作用比較重要。如果慣性力和阻尼作用不重要，就可以用靜力學(xué)分析代替瞬態(tài)分析。瞬態(tài)動力學(xué)的基本運(yùn)動方程是：其中：[M]=質(zhì)量矩陣[C]=阻尼矩陣[K]=

2、剛度矩陣=節(jié)點(diǎn)加速度向量=節(jié)點(diǎn)速度向量u=節(jié)點(diǎn)位移向量在任意給定的時(shí)間，這些方程可看作是一系列考慮了慣性力（[M]）和阻尼力（[C]）的靜力學(xué)平衡方程。ANSYS程序使用Newmark時(shí)間積分方法在離散的時(shí)間點(diǎn)上求解這些方程。兩個連續(xù)時(shí)間點(diǎn)間的時(shí)間增量稱為積分時(shí)間步長（integrationtimestep）。3.23.2學(xué)習(xí)瞬態(tài)動力學(xué)的預(yù)備工作學(xué)習(xí)瞬態(tài)動力學(xué)的預(yù)備工作瞬態(tài)動力學(xué)分析比靜力學(xué)分析更復(fù)雜，因?yàn)榘础肮こ獭睍r(shí)間計(jì)算，瞬態(tài)動力學(xué)

3、分析通常要占用更多的計(jì)算機(jī)資源和更多的人力。可以先做一些預(yù)備工作以理解問題的物理意義，從而節(jié)省大量資源。例如，可以做以下預(yù)備工作：3.3.23.3.2模態(tài)疊加法模態(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(jì)算結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。此法是ANSYSProfessional程序中唯一可用的瞬態(tài)動力學(xué)分析法。模態(tài)疊加法的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是：對于許多問題，它比縮減法或完全法更快開銷更??；只要模態(tài)分析不采用PowerDynamics方法，

4、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(diǎn)缺點(diǎn)是：整個瞬態(tài)分析過程中時(shí)間步長必須保持恒定，不允許采用自動時(shí)間步長；唯一允許的非線性是簡單的點(diǎn)點(diǎn)接觸（間隙條件）；不能施加強(qiáng)制位移（非零）位移。3.3.33.3.3縮減法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)