第五章加载与求解(总).ppt

第五章 加载与求解 5.1 载荷的分类 ANSYS中载荷（Loads）包括边界条件和模型内部或外部的作用力。 5.2 加载与求解菜单 5.3 基本求解过程 进入求解器 选择分析类型 设置分析类型选项 施加边界条件与载荷 设置载荷步选项 执行求解 退出求解器 5.3.1 选择分析类型 5.3.2 设置分析类型选项 5.3.3 施加边界条件与载荷 两种施加载荷方式： 1、在实体几何模型上施加载荷； 2、在有限元模型（FEA 模型--节点和单元)上施加载荷； 注：两种加载方式各有其优缺点，无论是在有限元模型还是在实体几何模型上施加载荷，在执行求解之前，ANSYS程序都会自动将所有的实体几何模型上的载荷自动转化到等效的有限元模型载荷，即将载荷自动转化到其所属的节点或单元上。 表面载荷施加一般有两种常见的分布： 1、均布载荷； 2、线性变化的梯度载荷； 5.4 时间、载荷步、载荷子步 几个概念 1、在静态分析和瞬态分析中，无论分析是否依赖于时间，ANSYS都使用时间作为跟踪参数，优点是时间总是单调增加的，并且在所有情况下可以使用一个不变的“计数器”或“跟踪器”。 2、Stepped：表示载荷按照阶梯突变方式变化，则全部载荷施加于第一个载荷子步，且在载荷步的其余部分，载荷保持不变； 3、Ramped：表示载荷按照线性渐变方式变化，则载荷是逐渐增加的，且全部载荷出现在载荷步结束时； 4、依据载荷变化方式可以将整个载荷时间历程划分成多个载荷步，即Load Step，每个载荷步代表载荷发生一次突变或者一次渐变阶段； 5、在载荷步时间段内，载荷增量可以进一步划分成多个子步，即Substep，每个子步内的载荷增量仅仅是当前载荷步内载荷增量的一部分，需经过迭代计算才能得到系统的平衡状态； 载荷步的控制选项（1） 载荷步的控制选项（2） 多载荷步求解过程 连续多载荷步求解方法； 通过连续多次进行施加载荷、载荷步设置与求解过程来实 现，必须完成上一个载荷步求解后才能进行下一个载荷步 工作，这也是其缺点。 定义载荷步文件批处理求解方法； 利用以序列的载荷步文件进行批处理求解，把每一个载荷 步中的边界条件、载荷、载荷步设置等全部信息写入载荷 步文件。 定义连续多载荷步求解方法 1. 定义第一个载荷步并存盘； 2. 进行求解； 3. 不要退出求解器，按需要为第二次求解改变载荷步并存盘； 4. 进行求解； 5. 不要退出求解器，继续进行步骤3和步骤4直 到所有的载荷步完成； 6. 进行后处理； 5.5 求解 求解器的选择 直接解法（FRONT） 稀疏矩阵解法（SPARSE） 雅可比共轭梯度法（JCG） 不完全乔类斯基共轭梯度法（ICCG） 条件共轭梯度法（PCG） 自动迭代法（ITER） 5.6 预测求解时间、规模和内存需求 5.7 中断和重启动求解 中断一个非线性分析时，会产生一个求解中断文件，命名为Jobname.abt，默认将最后一次收敛的载荷子步写到重启动文件。 重启动求解必须从重启动文件读取中断信息，可以进行单点重启动与多点重启动，多点重启动必须在求解前进行设置。 补充内容：静力学分析概论 结构静力学分析的类型 瞬态动力学分析概论 瞬态动力学分析（也称时间历程分析）是用于确定承受任意的随时间变化载荷的结构的动力学响应的一种方法。 可以用瞬态动力学分析确定结构在静载荷、瞬态载荷和简谐载荷的随意组合作用下的随时间变化的位移、应变、应力及力。载荷和时间的相关性使得惯性力和阻尼作用比较显著。如果惯性力和阻尼作用不重要，就可以用静力学分析代替瞬态分析。ANSYS软件允许在瞬态动力分析中包括各种类型的非线性，如大变形、接触、塑性等。 进行瞬态动力学分析也可以采用三种方法：Full（完全法）、Reduced（减缩法）和Mode Superposition（模态叠加法）。 瞬态动力分析可以应用在以下设计中： （1）承受各种冲击载荷的结构，如车门、缓冲器悬挂系统等； （2）承受各种随时间变化载荷的结构，如桥梁、地面移动装置等； （3）承受撞击和颠簸的家庭和办公设备，如移动电话、笔记本等； 载荷步终止时间 时间子步步长 载荷施加形式 时间子步自动阶跃选项 时间－时间步长 用于指定在瞬态或静态分析中载荷步结束的时间。 在瞬态或其他与速率有关的分析中，TIME命令指定实际的、按年月顺序的时间，这时要求指定一时间值。 在与速率无关的分析中，时间作为一跟踪参数。 时间－载荷子步数目 载荷步终止时间 载荷子步数目 载荷施加形式 载荷子步数目选项 默认情况为在上一个载荷步的时间