第三章 瞬態(tài)動力學分析

1、3.13.1瞬態(tài)動力學分析的定義瞬態(tài)動力學分析的定義瞬態(tài)動力學分析（亦稱時間歷程分析）是用于確定承受任意的隨時間變化載荷結構的動力學響應的一種方法。可以用瞬態(tài)動力學分析確定結構在穩(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間變化的位移、應變、應力及力。載荷和時間的相關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，就可以用靜力學分析代替瞬態(tài)分析。瞬態(tài)動力學的基本運動方程是：其中：[M]=質(zhì)量矩陣[C]=阻尼矩陣[K]=

2、剛度矩陣=節(jié)點加速度向量=節(jié)點速度向量u=節(jié)點位移向量在任意給定的時間，這些方程可看作是一系列考慮了慣性力（[M]）和阻尼力（[C]）的靜力學平衡方程。ANSYS程序使用Newmark時間積分方法在離散的時間點上求解這些方程。兩個連續(xù)時間點間的時間增量稱為積分時間步長（integrationtimestep）。3.23.2學習瞬態(tài)動力學的預備工作學習瞬態(tài)動力學的預備工作瞬態(tài)動力學分析比靜力學分析更復雜，因為按“工程”時間計算，瞬態(tài)動力學

3、分析通常要占用更多的計算機資源和更多的人力?？梢韵茸鲆恍╊A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算結構的響應。此法是ANSYSProfessional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)點優(yōu)點是：對于許多問題，它比縮減法或完全法更快開銷更?。恢灰B(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。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)