ANSYS Workbench结构瞬态分析技术指南

1.添加结构分析模块

图1

2.建模和分网

略。

3.瞬态分析设置

点击Transient下面的Analysis Settings，下面会出来属性设置窗口，如图2。

图2

载荷步设置、求解器设置、重启设置、非线性设置、输出设置、阻尼设置、分析数据管理、可视化。

1）载荷步设置

图3

Number Of Steps：载荷步，表示分几步施加载荷。

Current Step Number：当前载荷步。

Step End Time：当前载荷步结束时间。

Auto Time Stepping：自动时间步长是否打开，这个大多数情况下打开，让程序自动决定迭代时间。

Define By：定义载荷子步的方式。可以通过时间和载荷子步数来定义，用时间定义的意思是每一载荷子步经历的时间是多少，用载荷子步定义的意思是一个载荷步有多少个载荷子步。

Initial Time Step：初始载荷子步的时间，也就是计算时第一个载荷子步的时间。

Minimum Time Step：最小的载荷子步时间

Maximum Time Step：最大的载荷子步时间

Time integration：时间积分是否打开，如果打开，表示考虑时间对计算结果的影响，也就是考虑动力响应，如果不打开，那么计算过程中相当于是准静态过程。

本次例子定义三个载荷子步，分别施加压力载荷，如图所示。

图4

每个载荷步都可以通过以上选项设置不同的载荷子步。

2）求解器设置和重启动设置

图5

Solver Type：求解器类型，有直接法和迭代法两种，这个具体的意义以前文章有介绍，这里不说。

Weak Springs：弱弹簧效应，相当于施加一个地面与模型的一根弱弹簧，目的是方便数值计算。

Large Deflection：大变形是否打开，如果有非线性的大变形，可以打开。

重启动部分不做介绍。

3）非线性设置

图6

Newton-Raphson：牛顿法迭代设置，有完全法等，具体的含义建议自己查资料。

Force/Moment/Displacement/Rotation Convergence：几种控制收敛的方式，力收敛准则、弯矩收敛准则、位移收敛准则和旋转位移收敛准则，具体的收敛准则的不同可以查资料了解。

Line Search：线性搜素，具体含义可查资料了解。

Stabilization：稳定方式。

4）输出设置

图7

Stress：应力

Strain：应变

Nodal Forces：节点力

Contact Miscellaneous：有关接触的种种。

General Miscellaneous：这个不太清楚干啥的，可以查帮助文档了解。

Store Results At：存储结果的方式，可以在每个求解时间点都存储。

5）阻尼设置

图8

阻尼设置对于瞬态分析还是比较重要的，能够反映随着时间过程中的阻尼对结果的影响，阻尼的数值也比较难确定，关于这方面有很多的文章，可查阅了解。

stiffness coefficient Defined By：刚度阻尼的定义方式。

stiffness coefficient：刚度阻尼数值

Mass coefficient：质量阻尼

Numerical Damping：数值计算阻尼

Numerical Damping Values：数值计算阻尼的大小。

6）分析数据设置

图9

这里面就说一个

Save MAPDL db：是否保存db文件，如果需要将计算结果导入ANSYS经典，那么可以选择保存db文件。

7）可视化

下面是否设置显示施加的载荷等，当然是要Display啦。

瞬态分析不同于静力学分析的是需要考虑时间的影响，在计算过程中时间也会参与积分，由此而衍生出一些相关的设置问题，很多设置可以直接采用程序默认的方式，但有些设置比如阻尼大小，需要查阅资料才能得到准确数值，算是比较费劲的一个内容。

其中有些不容易理解的，比如弱弹簧效应，尽可网上查资料了解，说的很详细，很好理解。

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