ANSYS结构分析报告教程篇

实用标准文档ANSY潴构分析基础篇一、总体介绍进行有限元分析的基本流程：1.分析前的思考1）米用哪种分析（静态，模态，动态...）2）模型是零件还是装配件（零件可以formapart形成装配件，有时为了划分六面体网格采用零件，但零件间需定义bond接触）3）单元类型选择（线单元，面单元还是实体单元）4）是否可以简化模型（如镜像对称，轴对称）2.预处理1）建立模型2）定义材料3）划分网格4）施加载荷及边界条件3.求解4.后处理1）查看结果（位移，应力，应变，支反力）2）根据标准规范评估结构的可靠性3）优化结构设计高阶篇：一、结构的离散化将结构或弹性体人为地划分成由有限个单元，并通过有限个节点相互连接的离散系统。这一步要解决以下几个方面的问题：1、选择一个适当的参考系，既要考虑到工程设计习惯，又要照顾到建立模型的方便。2、根据结构的特点，选择不同类型的单元。对复合结构可能同时用到多种类型的单元，此时还需要考虑不同类型单元的连接处理等问题。3、根据计算分析的精度、周期及费用等方面的要求，合理确定单元的尺寸和阶次。4、根据工程需要，确定分析类型和计算工况。要考虑参数区间及确定最危险工况等问题。5、根据结构的实际支撑情况及受载状态，确定各工况的边界约束和有效计算载荷。二、选择位移插值函数1、位移插值函数的要求在有限元法中通常选择多项式函数作为单元位移插值函数，并利用节点处的位移连续性条件，将位移插值函数整理成以下形函数矩阵与单元节点位移向量的乘积形式。匕｝=町怔｝位移插值函数需要满足相容（协调）条件，采用多项式形式的位移插值函数，这一条件始终可以满足。文案大全实用标准文档但近年来有人提出了一些新的位移插值函数，如：三角函数、样条函数及双曲函数等，此时需要检查是否满足相容条件。2、位移插值函数的收敛性（完备性）要求：1）位移插值函数必须包含常应变状态。2）位移插值函数必须包含刚体位移。3、复杂单元形函数的构造对于高阶复杂单元，利用节点处的位移连续性条件求解形函数，实际上是不可行的。因此在实际应用中更多的情况下是利用形函数的性质来构造形函数。形函数的性质：1）相关节点处的值为1,不相关节点处的值为0。2）形函数之和恒等于1。以防蹿鼬的形函般为例r：\1=1——.」一TOC\o"1-5"\h\z两个形函静介胴为跖=1-：n2=。一加四二1f^=2L在节点箱,/在带点有；在任何点有；।_1"［纵=I八］+3-这里我们称,为Ni的相关中烹！j为的相关节点，其它点均为不楮关中点士I这里我们称为的相关节点，为的相关节点，其它点均为不相关节点。三、单元分析目的：计算单元弹性应变能和外力虚功。使用最小势能原理，需要计算结构势能，由弹性应变能和外力虚功两部分构成。结构已经被离散，弹性应变能可以由单元弹性应变能叠加得到，外力虚功中的体力、面力都是分布在单元上的，也可以采用叠加计算。文案大全实用标准文档「：丹归『㈤

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工外®｝=MM=[▽>M砂｝代人前吩仁rr="JB沁『网网-6二江『应时回⑻旧k]=Jff[BY[D][B]^irk]=Jff[BY[D][B]^irir林单元划庚距畔，世秫*刚*2、计算单元外力功1r：=ffi1r：=ffi"『况%犷二川匕吓NF1居=k?s打加『⑷V*上｝=川区「吼常犷疆堂兄拄甘住E按背小岔口里元体力虏时可以无示九[/：=、上<]Q呼JJ|n「£Q呼JJ|n「£卜出甲：=JJ；〃『汜1T=JJ”吓[N门产」,山二As—单元上外力已知的事M，在意I化星兵权结构的也熟如T.%机门二[[因『归」,小腓单元等班血力am通中正表面由虚功父以而不为，从前面推导可以看出:单元弹性应变能可计算的部分只有单元刚度矩阵，单元外力虚功可计算的部分只有单元等效体力载荷向量和等效面力载荷向量。在实际分析时并不需要进行上述推导，只需要将假定的位移插值函数代入本节推导得出的单元刚度矩阵、等效体力载荷向量和等效面力载荷向量的文案大全实用标准文档计算公式即可。所以我们说有限元分析的第三步是计算单元刚度矩阵、等效体力载荷向量和等效面力载荷向量。几点说明：1）单元刚度矩阵具有正定性、奇异性和对称性三各重要特性。所谓正定性指所有对角线元素都是正数，其物理意义是位移方向与载荷方向一致；奇异性是说单元刚度矩阵不满秩是奇异矩阵，其物理意义是单元含有刚体位移；对称性是说单元刚度矩阵是对称矩阵，程序设计时可以充分利用。2）按照本节公式计算的单元等效体力载荷向量和等效面力载荷向量称为一致载荷向量。实际分析时有时也采用静力学原理计算单元等效体力载荷向量和等效面力载荷向量，实际应用表明在大多数情况下，这样做可以简化计算，同时又基本上不影响分析结果。目的士||皆埴T看河的势股,代'R小势就原理!一.计绰铃-卜部的弹■由蚊龌n=Yn之杷。上也｝二加四上］也卜:◎『⑨依）也｝金沌时理回国史决E十克的邮分只整［入一］斫型装力说，靖科的洋性鱼友给的计承走TW女急利的计算：文案大全实用标准文档五.纳吏处理引九已n心警边界昌件，酒捌和席■心移.使力我具育瞳一举，［卦切=同入、方程求解切附的求解近似乎常方程可以料到鱼都下煮位移”丁以^用下点位裙许价的狗的晶即里七.计算单元卤力"}=回+}=网回}}一粒算二耳仃］是里行的函缴，工际分卅是住住取几T固定倡（*）迸行土豆，这些点称应.力痴出点，荣强度长搂生萼计装军底应力，文案大全

实用标准文档二、预处理总述1、实体分析可是3D或2D,3D分析采用的高阶单元（SOLID186或SOLID187州分的四面体（TET）或六面体（HEX）单元，2D分析采用的高阶单元的三角形（TRI）或四边形（QUA印元，2D分析时需要在创建项目时在GEOMETRY分析类型项选择2D,实体分析得每个节点结构上只有3个自由度，如下图所示独产习「不印£「隔孑g17Attrbj^cnL5MaltedScireIXMisE19□23sAdvancedGeometryCptiijnci21AnalysisType30T22UseAewraiivity3D有口iigt二gi办Mte5r2&24ItnporthWcrlfPomfen25ReadierModeuJpdaLcdFifcE2、面体分析几何上是2D但离散元是3D,通常面体厚度给予赋值。面体网格划分采用壳单元，具有6个自由度。SurfaceFromSketchesSurfaceSkl刖Objects1SketchOperationAddMaterialOrientWithPlaneNormal?Yes|Thickriffss(-0)OJ.m3、线体几何上是1D,离散元是3D,截面形状可通过linebody进行设置,线体网格划分采用梁单元，具有6个自由度。二DetailsofLineBori/BodyLineBodyFacte0EdgesVertices.10CrossSectionNotselected「JSliaredTopologyMethodEdgeJoinUGeometryTypeD«ignMo8elw4、同个part下的所有body共享相交边界，网格划分时共用交界上的节点，不需要设置接触。5、NameSelection的使用技巧，在model模块下，可点击右键insertNameSelection,一般Nameselection的选择方法可用几何选取，直接在模型上鼠标点选。另一种实用的选取方法为Worksheet,可以添加多种条件进行筛选，模型划分网格后，可以精确到对每个单元的选取。文案大全

实用标准文档1Detailsof"Selection"0-ScopeScopingIMethodWorksheet-GeometryGeometry婕1比1旧「—Definition|WorksheetSendtoShoIverYesVisibleYesProgramControlledIntMionExdudeEStatistiuTimaR—nFil1,alMli口.EfltftyTypeCri⑶4nUnitii国AddMrjhElmEloctftionXLwsThan回Fit附MeshEltrnentL口Ei0rl1GreaterThan0.5三、网格划分1、relevance选项控制网格白精度，值在-100到100间，越小越粗糙，越大越精密。relevancecenter控制relevance中间点的精度，elementsize控制整个模型的最大单元尺寸。RelevanceCenterTOC\o"1-5"\h\z；＜——.Medium।Coarse*Finei!tr«002、a)b)c)d)4004-►+100400*2、a)b)c)d)网格的高级尺寸控制接近度和曲度结合控制曲度邻近度固定尺寸OffOn:ProximityandCurvatureOn:CurvatureOn:ProximityOn:Fixed曲度对于一些含曲线特征的几何体，可以控制其划分网格的精密度文案大全实用标准文档Curvature=20实用标准文档Curvature=20deg.Curvature=75deg.邻近度可以控制某个区域两个邻近的几何特征间的网格划分密度iRelevaneeCerttrCtMseIftBda章4-tive加注他的SrDOOthihgMeijmiRelevaneeCerttrCtMseIftBda章4-tive加注他的SrDOOthihgMeijmTranstlonFastSpanAn^eCanterCcwseNumCelkAqe$&a口PrcfamityAccuracy0.S-Pr^^rrtityMinSueD^ef.auti：6.S252e-002iwn)MdseFaceSizeuDefadt(6.82S2Dmm)MatStwDefadt(13.650mn)GrowthRjIcGefaulfc(I.BSO)MEwnEdgeLength%QmmNumCells=2NumCells=52、网格的高级选项形状检测：标准力学-线性分析、模态和热分析进阶力学-大变形分析、材料的非线性分析」，一.二可jdvonced2、网格的高级选项形状检测：标准力学-线性分析、模态和热分析进阶力学-大变形分析、材料的非线性分析」，一.二可jdvonced升呻。CheckingStandardMechanical'r.lemenimdsdervofeprogram3nEedStraitqdejEi^ef/%[hoMumberofRe<rie;0,ExtraRetrtesForAsswrblyVesb+-•--lT+--+*w三七andzrdMechanic^Aqgr号55iveMechanicalElectromagneticsCFDExplicit3、局部网格划分控制Method选BAutomatic首先若能SWEEP选用sweep戈U分HE邓3格，否则选用patchconforming划分TET网格。四面体TET网格划分有两种方法：patchconforming和patchindependent。文案大全文案大全实用标准文档对于不能通过sweep得到六面体的几何体可以选用Hexdominant或者Multizone划分方法ScopingMethod[GeometrySelectionGeometry11BodyDefinitionsuppressedMethodJsuppressedMethodJ卜1厂产「,•,••曲上■[：[广，「：•；,fteeFaceMeshType_ControlMessages]lMo一HexDominant|JUseGlobalSettngiQuad/TriNo|NoMappedMeshType[|NoMappedMeshType[Hexa-DefinitionSuppressedMethodMultiZoneMethodSurfaceMeshMethodProgramControlledFreeMeshTypeNotAllowed4一一ElementMidsideNodesUseGlobalSettingJI4、尺寸控制Sizing可以通过elementsize（单元最大尺寸）、Numberofdivisions（每个边的单元数量）、Sphereofinfluence（控制影响区，可设置影响半径）来调节网格划分尺寸。Contactsizing可设置接触面的尺寸。5、其他设置elementrefinement可设置选择几何体的网格密度加密倍数；mappedfacemeshing可设置映射面生成结构化网格；可通过side、corner>end点的定义来设置映射策略。kqpngMethodGegrrkqpngMethodGegrr的厅SdqdcrGr-srstry*1口1Dahrittan明■Xm0rtet肝女C'I<-TriiH，1，，的中Ad/dmcJIYpmsy.M曰[i*UChfien手■汗ktfFn小N.3rw.inflationcontrol设置膨胀层，主要用于流体分析的边界层划分。pinch可以移出一些不必要的小的几何特征，划分网格时可以去掉一些小的凸起部分。文案大全实用标准文档划分网格前有个小圆台采用pinch划分网格后没有凸台Master选择蓝色线，Slave选择红色线，tolerance的值要比凸台的高度大。文案大全实用标准文档6、虚拟拓扑的应用虚拟拓扑有助于优化几何模型，可以合并面，分割面或边来提高网格划分质量。虚拟拓扑可以自动控制虚拟拓扑合并面文案大全

实用标准文档虚拟拓扑设置:实用标准文档BehaviorAdvancedGenerationUpdateMergeFaceEdges|：LqwFlIIIMediumHighEdge^Onlybehavior可以设置拓扑搜寻深度。|：LqwFlIIIMediumHighEdge^Only7、子模型的应用子模型的一般创建方法：先对整体模型（项目A）进行分析计算，然后copy原项目得到项目B,对项目B中几何进行切割细化网格，将项目A的solution栏拖到Setup栏，最好在B子模型的一般创建方法：先对整体模型（项目A）进行分析计算，然后copy原项目得到项目B,对项目B中几何进行切割细化网格，将项目A的solution栏拖到Setup栏，最好在B项目求解设置下的submodeling插入边界条件，子模型的切割边界应远离高应力区。taBomstryModel4Sclutior亨・5tdxStructural二匕汰Structurd蛔Geometry，rkictel(fitSetupStatestfjctt.rJ文案大全实用标准文档实用标准文档7QStaticStructural(B5)/GAnaysisSetthQs?±JSubmodelinqC：-l?用Solution(B6)jjSohJtionInInsert/GAnaysisSetthQs?±JSubmodelinqC：-l?用Solution(B6)jjSohJtionInInsert二HBodyTemperature@Suppress与Displacement।II四、静力学分析线弹性静力分析假设：a)各向同性线弹性材料b)小变形理论c)无时间、无阻尼效应1、pointmass,质量点可以通过坐标或选择几何面、线、点加载在几何体上，质量,点只受Acceleration,Standardearthgravity,Rotationalvelocity影响。2、求解设置可设置求解步数，定义每步的终止时间，静力分析中的time只是一个跟踪量求解器选择：自动，直接求解(Direct),迭代求解(Iterative)弱弹簧的使用：为了满足静止约束，程序可自动添加弱弹簧，可以在结果中查看弱弹簧的反力，应该是一个很小的值，并不影响结构的应力分析。惯性释放：当物体受力不平衡产生加速度时，利用惯性释放可以产生一个惯性力进行静力分析，惯性释放只能用于线性结构分析。｛或｝+J,M｝pd(加X。｝｛片｝十J.｛小(｛鸣HHMdW片｛0｝惯性释放下的应力:4jMO7f|Mu3.y5&ie&猫通丽&4jMO7f|Mu3.y5&ie&猫通丽&i.T7sie&113mg由孙054"肆”5IZVTIMlri文案大全实用标准文档实用标准文档静力平衡下的应力In./In./_tHim3、施加载荷加速度、角速度、压力、力，静水压力(模拟水压)轴承力(BearingLoad),施加在整个圆柱面上。remoteforce(定义力的作用点)螺栓预紧力(BoltPretension)施加在圆柱面上，可以定义预紧力或伸长量Thermalcondition,计算热应力,需要设置referencetemperature4、施加约束4、施加约束TranslationfixedSimplySupportedEdgeTranslationfixedSimplySupportedEdgeFixsupport约束点、线、面的所有自由度。Displacement位移约束ElasticSupport无摩擦的弹性支持面FrictionlessSupport,约束面的法向运动，作用在平面上等同于对称边界条件作用在圆柱面上约束径向运动cylindricalsupport只作用在圆柱面上，可以设轴向，径向，切向三个自由度compressiononlysupport基于罚函数方法对目标面建立一个刚性接触面simplysupported作用于点或边，面体或线体，约束所有平动除了转动自由度Fixedrotation约束转动，放开平动RotationsfreeRotationsfree文案大全

实用标准文档nodalloadandsupport必须通过nameselection来选取nodetools-Solveprocesssettings可以设置求解用的计算机CPlM五、接触基本设置接触是一种高度非线性特征，接触一般通过接触对描述，包括接触面（contact）和目标面（target）,程序一共有5种接触方式，其主要特征如下：ContactTypeIterationsNormalBeha^or(Separation)"argentalBehavior(Sldng)Bonded1NoGapsNoSlidingNoSeparationi1NoGapsSidrgRowedFrictionlessMirtipleG阴AllowedSlidingAllowedRoughMutipleGapsAllowedNoSlidingFrictionalMutipleGapsAllowedSlidingAllowedBonded和noseparation都是线性接触，bonded使两个接触面固定在一起，无间隙不能相对滑动而noseparation允许有较小的滑动，其他接触都是非线性。contact接触行为behavior分为对称和非对称两种行为。接触面的处理interfacetreatment:adjusttotouch程序自动取消两个接触面的间隙。addoffset可以设置偏移量，正值使两个接触面靠近（可以模拟过盈配合），负值使两个接触面远离。Pinballregion可以设置判断接触区域的大小，当两个面都进入pinballregion时程序则判定为发生接触。meshconnections建立网格连接connectionworksheet表格查看连接信息joint定义约束副，共有九种约束形式来约束body-body或者body-ground。定义joint时需要定义reference和mobileregions,几何窗口左边显示的自由度，其中灰色的是被约束的，彩色的是自由的kewolute-SolidTttSuW1D/Z7/Z011KWFE文案大全

实用标准文档jointconfigure可以止义约束的初始状态m鸵Set质m鸵Set质R.evertSet定义初设状态，revert恢复原始状态。对于旋转面或圆柱面的约束类型，可以定义扭转刚度和扭转阻尼。大多数joints都可以通过stops来定义他的运动区域springandbeamspring可以通过弹簧来连接body,可以定义初始值和弹簧刚beam可以定义材料和圆形截面半径。六、remote边界条件1、Remoteboundaryconditionsprovideameanstoapplyaconditionwhosecenterofactionisnotlocatedwheretheconditionisscoped(i.e,“remotely").Remote边界条件包括pointmass,springs,joints,remotedisplacement,remoteforceandmomentloads。所有的remote边界条件都是采用MPC勺束方程进行计算，几何行为可以设置为rigid,deformableandcoupled,remote计算更耗时。设置remote边界一般先定义remotepoint,可以直接选择几何特征或给定坐标定义，也可以在定义remote边界条件时通过右键“promoteremotepoint”定2、behaviorcontrolrigid3、pinballcontrol可以通过pinball,deformableandcoupled也口f?大小来定义约束方程的数量rigid3、pinballcontrol可以通过pinball,deformableandcoupled也口f?大小来定义约束方程的数量文案大全实用标准文档4、constraintequations可以多个remotepoint4、constraintequations可以多个remotepoint间的相互约束关系。七、MultiStep的设置应用1、对于多步分析中的每一步，软件都作为一个独立的分析过程，载荷约束都可以单独设置。对于某些载荷或约束可以通过右键激活或抑制该步当查看计算结果选择两个载荷步之间的时间节点时，如0与1步的0.5s,则程序通过线性插值的方式得到0.5的计算结果。文案大全实用标准文档2、SolutionCombination(结果组合)Medel^^GeomE^ry*0(JWbnaiTopology四三fonrotpyCdrrM&ctms宣SoLton匚dthLotiSolutionCombination可以通过不同的计算环境(共享几何网格)进行组合喜5gMM如山ANSY^)实用标准文档2、SolutionCombination(结果组合)Medel^^GeomE^ry*0(JWbnaiTopology四三fonrotpyCdrrM&ctms宣SoLton匚dthLotiSolutionCombination可以通过不同的计算环境(共享几何网格)进行组合喜5gMM如山ANSY^)EngineeringDataGeometryr-ijcelSetupSolutianResultsEModel翁58tup6!Solution7CopyoFStaticStructural(AfJ5¥5)StaticStructural(AN5Y5)SolutionCombination-/i)5r*ifm「nfftiinarnnj岭T-X-Eqwv^lentStressJCa?ffici?ntEnw口口rpEntrjayiFTinw153tkStructuralEndTineiStMKfUtur*2EndTim*Qightdekontr与gndtoedd,modifyandUeI#电afcwj.SolutionCombination也可以通过同一计算环境的不同载荷步进行组合Rightclickonthegridtoaddjmodifyanddeletearow.]CoefficientEnvironmentNam€El1Rightclickonthegridtoaddjmodifyanddeletearow.]CoefficientEnvironmentNam€El1StaticStructuralE1StaticStructural八、模态分析（自由振动）其中K-刚度矩阵和M-质量矩阵是常量，忽略阻尼C和外力F,应用线弹性材料和小变形理论，结构可以是约束的或非约束的，小为模态坐标是个相对量。文案大全

实用标准文档.结构载荷和热载荷步，非线性接触不适用于模态分析，但可以施加约束或预应力。.可以定义求解阶数和频率范围。.由于并没有外部激励，模态变形只是一个相对量，并且是一个质量归一化的量。.拉伸预应力将会增大自然频率，而压缩预应力将会降低自然频率。邛MedaleStaticStructuralTOC\o"1-5"\h\z▼mtB邛MedaleStaticStructural1EngineeringDats/.■2EngineeringDats/0Geonrietry?3@Geometry?Madsl4令Model亨」Madsl5融5eUvj6通SolutionWj7日JResults《」StaticStructural九、稳态热分析,0）］/｝二｛0（T）｝1.不考虑瞬态影响，K和Q可以是常量也可以是温度的函数，可以施加固定温度的边界条件。壳单元不考虑厚度方向的温度变化，线单元不考虑截面上的温度变化。接触中热传递：文案大全文案大全ContactTypeHeatTransferBetweenPart与inContactRegion?InitiallyTouchingInsidePinballRegionOutsidePinballRegionBondedYesYeaNONoSeparationY醯YesNoRoughYesNoNoFrietionl^SSYesNgNO|rric!ionalYesNoNo如果接触是bonded或noseparation,热传递将会发生在pinball区域内的表面实用标准文档实用标准文档热接触通过以下公式进行传热:Q=Q=£(.\rtarget~^contactTCCK认被设为一个较大的数值用来模拟完美传热，同样可以人为设置较低的数值来模拟热阻。.边界条件heatflow热流量(j/s),可应用于点、线、面heatflux热通量(j/m2/s),只能应用于面(2D时可用于线)internalheatgeneration热源(j/m3/s)只能用于实体perfectlyinsulated绝热，默认应用于所有未设置边界条件的地方temperature恒定温度，应用于点、线、面、实体convection对流只能应用于面，其中h-对流传热系数，Tam-环境温度，用户可以自己设置radiation热辐射其中6其中6-玻尔兹曼常数，程序自动给定；e-发射率，用户输入。F-formfactor角系数，当correlation设为Toambient-F=1,即所有的辐射能都与周围环境进行交换当correlation设为surfacetosurface,辐射能只参与面面之间的交换，这时你可以设置Enclosure(每个辐射面应该设置相同的enclosurenumber)和Enclosuretype(可设为open或perfect,如果计算报错可将其设为open)。十、结果处理文案大全实用标准文档VectorDisplayVectorDisplayControl耳AnlfnaHon■11£[|皿]Q10X1-1^1I+；Ipiay1PauaeIIMarikExportAVIScaletoiMultstfrpBFrameRaleControl1.编辑legend如AutcmArl.翼HIin实用标准文档VectorDisplayVectorDisplayControl耳AnlfnaHon■11£[|皿]Q10X1-1^1I+；Ipiay1PauaeIIMarikExportAVIScaletoiMultstfrpBFrameRaleControl1.编辑legend如AutcmArl.翼HIin:PT^tl二'■QCfTSwitchlaLogdrlthrn耻ScaleKumbifofSignificantDigiH“I—5.7716c-MM.Ws-/MidTime附叫TneCcfc-r防LoqArthmEScdieMSddltfcNoLothpriiCUIncrw.aftfti'Decr#aB«ConrouFB-amdBValue备喟行归ht?$*vEI号口Eld壬时饵力。Horizanlal.VBrtieAllfr(|»rdDisplayData'TimeD*i事phiyM*x/Nah3bg口conIhe1衣爵ndSwitchtoScleritlfiicHsrafloriHwiarrtal]ndftp*f>Jw*BarK*&CAr5d*3fn。5mlIrar3p3(enci皿j£-r.o-nt-fP-^wtAl2.SectionPlane可以通过鼠标左键拖曳生产剖切面，也可以通过局部坐标系的XY平面生产剖切面*CoordinateSystemsV本11匚七闾匚口匚井由「它比亍r5tEWCoori.噂N?5h*CoordinateSystemsV本11匚七闾匚口匚井由「它比亍r5tEWCoori.噂N?5hInsertmed5el己ticSti+羽CreateSectionPlaneRMB.ProbeTool可以通过Geometryselection查看选择几何特征的计算结果，也可以先定义一个局部坐标系，冉通过coordinatesystem查看具体某点（局部坐标系的原点）的计算结果。文案大全

实用标准文档.NewchartandTable可以对多个计算结果进行图表分析，Alert可以设置报警值，如强度极限。.ConstructionGeometry可以添加path和surface,path可以通过局部坐标系，边，点来定义，surface可以通过局部坐标系定义。查看edge的结果可以通过鼠标右键Converttopathresult转换成基于path的计算结果，把X轴设为S即可绘制关于位置的图表。另外利用path结果可以得到应力线性化用于应力评判。.Structuralerror可以通过高的能量差异区来鉴别几何网格的合理性。.Convergence可以通过Convergence来判断网格是否足够i.i2deJl.OS^E-3T1A7HE-3IOiBE5Ei.is,fi1.1WEi.i2deJl.OS^E-3T1A7HE-3IOiBE5Ei.is,fi1.1WE3Ei.iacip-3-fW11tm”14曜*£川睥*中7幽227M1*2273i.ilS7ifr4Ki3丁4力«T724o.mnL7555ZL291M5Ml190MlenO.IWH烟4643**009.应力奇点，结构分析时由于几何模型、载荷施加等因素常常会导致应力奇点，影响计算结果的准确性，我们通过审查收敛结果来避免应力奇点。如果应力奇异区并不是我们感兴趣的区域，我们可以只对感兴趣区域的计算结果定义收敛控制，如下图所示。文案大全

实用标准文档8nvergeneecantroh

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实用标准文档基本方程如下:小叫耳小呼NKcirt皿实用标准文档基本方程如下:小叫耳小呼NKcirt皿g玛呼lied+前+［^»二两m7777777777777777[M]:isstructural!massmatrix[C]:isstructuraldampingmatrix[K]:isstructuralstiffnessmatrix{F}:istheloadvector(u):isnodalaccelerationvector{u}:isnodalvelocityvector{u}:isnodaldisplacementvector{t}:istime其中只有瞬态分析允许非线性，包括几何非线性、接触非线性、材料非线性。二、阻尼概述阻尼定义：阻尼是导致振动不断减弱甚至停止的一种能量耗散机制。阻尼一般与材料性质，运动速度，振动频率有关。阻尼分为以下类型：粘性阻尼-缓冲器、减震器材料/固体/滞后阻尼-内摩擦库伦或干摩擦阻尼-滑动摩擦数值阻尼-人工阻尼1、瞬态分析和阻尼模态分析中结构阻尼矩阵［C］的完整表达式如下：MassdampingStiueiuraldamping仁卜4M+安球[m]+永5g毋k』十TOC\o"1-5"\h\z?-iy-iElementGyroscopicdampingcfanipmg，；'~f*A、*维\€]=a[M]+^K]k—\l—\\€]=a[M]+^K]a和B阻尼用来确定瑞利阻尼亡a仅2~2班2文案大全

实用标准文档对于大多数结构来说，a阻尼可以忽略，这时因此对于给定的B,低频率阻尼小，高频率阻尼大而对于给定的a,低频率阻尼大，高频率阻尼小。A1PropertyValue2宅Density78503』史DampingFactor(o)因此对于给定的B,低频率阻尼小，高频率阻尼大而对于给定的a,低频率阻尼大，高频率阻尼小。A1PropertyValue2宅Density78503』史DampingFactor(o)4Mass-MatrixDampingMultipber1X565-1'■园DampingFactor®6k-MatnxDampingMultiplier0.0037日距IsotropicOasbdty也可以通过全局阻尼输入:a和B阻尼可以通过定义材料时输入:DetailsK"AnalysisSettings-1Options5olxe「Snt「QlsDamped5ctverTypeRotordynaniKsControlsOutputControls文案大全DampingControls5tiffriUH匚口噌ffid岩ntDefineB}DirectInputStiffnessCoefficientMassCoefficientAnatysiiDataManagement3,£4X)31256实用标准文档2、在谐响应分析中的材料/固体/滞后阻尼Equivalentdampingg=constantstructuraldampingratio全函数的谐响应分析和模态叠加法分析中的结构阻尼矩阵［C］的完整表达式为:TOC\o"1-5"\h\zMhkqdamping

，.J=1Stnicriu'al(lamping

,人\(7、N博3{9［「i+J+Qg产k'F+标ElementG>iosGopicViscoelasricdfUiipiiigdampingchnipm^,■■■~―/A-；二、熊％乂,+Z匕］+£［GJ+Z!匕」A=17-1，=1**同样，a,B,g可以通过定义材料输入文案大全实用标准文档实用标准文档也可以通过求解设置输入:d=cr[M+d=cr[M+广十闪Equivalentdamping5==+二+g3、模态叠加法分析模态叠加法中的阻尼控制在谐响应分析、瞬态分析、响应谱分析及随机振动分析中都支持以下表达式：AConstantratioMassCoef.AConstantratioMassCoef.StiffaCoef文案大全实用标准文档III1[4-Indud*ResidualVedorOutputControlsYes△DampingControlsConstantDampingRatio0.StiffnessCoeftkientDefineByDirectInput1StiffnessCoefficient0.MassCoefficient0.riumerlc5n5ampin^Pro,gramCornroneanumericalD3mpingValue0W54、数值阻尼数值阻尼并不是真实的阻尼，是人工抑制由高频结构产生的数值噪声。默认值为0.1用来过滤掉虚假的高频模态。使用较小的值来过滤掉对最终结果影响较小的非物理响应。注意：数值阻尼只适用于瞬态分析。三、模态分析应用模态分析用来分析结构的振动特性（自然频率和振型）,是大多数动态分析得基础假设和限制：卫构是线性的（［M］和［K］是常量）.线性无阻尼的自由振动方程：折}+阳{〃}={0}假设{u}为简谐运动，则有（［K］-之［〃］版}={0}因此求解行列式det（［K］-g7［M］）={0}的特征值和特征向量。注意，{4}为振型反应结构振幅的比例关系，可对质量矩阵进行正则化文案大全

实用标准文档｛此=12、参与因子与有效质量”｛呢参与因子：，其中｛D｝是笛卡尔坐标系中各个坐标轴单位位移响应。测量各个模态在各个方向运动的总质量，较大的值意味着该模态在该方向容易被激励。有效质量：M仟M仟=2皿｛此M｛播if理论上，各个方向的有效质量的总和应该等于结构的总质量，但取决于模态展开的数量。3、模态展开方法ProcedureUsagesApplicationsBlockLanczos(Direct)Symmetric•Manvmodes(君bout40+)oflargemodels.*Re亡0mHi白nd白d；vhenpoorlyshaped弓口lidandshellelementsexist.・Shellsoracombinationofshellsandsolids.PCGLanczos(Iterative)Synnmetric[butnot占pplisb展forbuckling)•Ftwmcdfls(uptoabout100)ofverylirgamodels[500,000+degreesoffreedom]1.*Well-shiped3-Cwildeleirtents.UnsymmetricUnsvmmetricmatrie?!・Usestheful1[K]and(M]matricesr•WhenKandMareunsymmietricacousticfldid-structureinteractionproblems).SupernodeSymmetric[butnotdpplicablt?tobuckling)•h/ldnymodel(upta10,0001.•Usedfor2-Dplaneorshell/beamftructures(100modesormore)andfor3-0solidstructures{250modesoirmore).接触：由于模态分析时线性分析，只允许Bonded和Noseparation,其他接触程序视为无接触。4、阻尼模态分析｛处士仁］加｝+区血｝=｛0｝特征值是复杂的，特征值的虚数部分表示自然频率，而实数部分衡量系统的稳定性，正值不稳定，负值稳定。模态展开方法：文案大全实用标准文档ProcedureApplk^tionfDampedSymmetrkorunsyrnmeiricdampedsystems*Tofindallmodesofsmalltomedummodels(lessthan10,000degreesoffreedom).•Usesfullmatrices((K]?(M],andthedampingmatrbK(C]；RedlucedDampingSyimnn«tricorunsymmetricdamptd■Approximatelyrepresentthsfirstfewcomplexdamip«d«ig«nvaluesbymodelfransforniatieiriusir;asinalllnumberofeigenvectorsoftheundimpedsystern,Aft号「thsundampivdlmadeshapes0『6evalyatedbyusingtherealeif@n5Q|utipm(BlockLanczosmethod^theequdtion^ofmotionaretransformedtothe^emodaleoordinates.四、谐响应分析应用输入条件：简谐变化的载荷（力，压力和位移）,多个载荷应具有同样得频率，力和位移可以是同相或异相。假设和限制：结构具有固定的或与频率相关的刚度，阻尼，质量，不允许非线性；所有的载荷位移按相同频率做简谐变化。当施加的载荷的频率接近结构的自然频率时，发生共振；增加阻尼降低响应的振幅；阻尼较小的变化都会导致共振区响应的大幅变化；谐响应的运动方程如下：（-Q2]+碑7]+四施｝+啊｝）=（但J+怩｝）求解方法有两种：1、全函数法，直接求解矩阵方程。-FullHarmonicResponseAnalysis-solvesasystemofsimultaneousequationsdirectlyusingastaticsolverdesignedforcomplexarithmetic:（一q」M+一-]=（，力+，｛a｝）||[£」｛%｝=/｝|该方法求解准确，但速度慢于MSU双耗资源，支持几乎所有的载荷和边界条件，其中加速度、轴承载荷、力矩相角只能为002、模态叠加法MUSP对方程进行坐标变换｛u｝=｛4｝｛y｝,将｛M｝和｛K｝变换成对角矩阵进行解耦，再求解n个解耦的方程｛y｝,其中｛C｝必须是是对称矩阵，此方法需先进行模态分析。(-不[M]+i^[c]+[KD3]}+*%})=(7}+1\F2i)-9(-叼Q[+万模态叠加法是一种近似求解，准确度取决了模态的展开阶数，一般比FULL法快。基本设置：文案大全

实用标准文档实用标准文档clusterresults-DetailsofAnalysisSettings□pliantRangeMinimumILL.HzR.sngsM^irrum350,也ClusterFJumber4SolutionMethodMods5Lip€rpo5ition[ndudeRnidualVectorNOClusterResultsY曰,1StareResultsAllFrequencies!OuiputControlsWithoutClusterQutlon£工*T/E鼻口【HWithoutClusterQutlon£工*T/E鼻口【H打WithClusterOpt心nincluderesidualvector-在模态叠加分析中，当施加的载荷激励高阶模态时，动态响应将会很粗糙。因此采用residualvector方法，除了采用模态的特征向量，还利用附件的模态转换向量来计算高阶频率。五、响应谱分析响应谱分析主要用来替代时程分析来确定结构对时间变化载荷的响应：如地震载荷，风载，海浪载荷，活塞载荷，火箭发动机振动等。对于多自由度长时程的分析往往通过响应谱分析来近似快速的求解最大响应。1、响应谱响应谱一般是单自由度系统在给定时程内的最大响应，该响应可以是位移，速度和加速度。多个不同频率相同阻尼的单自由度振荡器［K,C,M］就可以绘制响应谱，其中阻尼已经包含在响应谱中，也可以给定其他的阻尼绘制相应的响应谱。位移，速度，加速度响应谱之间是可以相互转换的，转换公式如下：rs〃=\w）I=S/酎丫_2、分析类型响应谱分析分为单点响应谱（SPRS讲析和多点响应谱分析（MPRS）.SPRS已知激励方向和频率的响应谱作用在所有的支撑点上，通常用来分析建筑结构的地震载荷。文案大全

实用标准文档参与因子Y是对给定自然频率结构响应的量度，表征每个模态对特定方向的响应贡献多少。对于每个特征频率⑴，谱值S都可以通过对数插值从响应谱中得到,但超过响应谱频率不会进行插值，而是取最近点的谱值。模态系数A,定义为放大系数来乘以特征向量来给出每个模态的实际位移，计算公式如下。displacementvelocityacceleration响应R,计算公式如下fordisplacementresponse网？=网？=圾｛&｝,=&空｛祝如果系统有多个模态，那么应该对各个模态下的响应R进行叠加组合modefrequencymod*shapespectrumvalueparticipationfactormodecoefficientresponse1｛称SiYi4pR)i2{醇2S2124⑻23♦伸卜S3力4｛小■唯g*«■■■l!«■k«■■H■♦.■响应谱分析计算最大的位移和应力响应，它不能准确计算实际响应，因此有以下3种叠力口方法SRSSCQdROSESRSS:Z{mVJ=1以下情况，srss4不再适用：1）考虑近间距自然频率的模态2）考虑部分或全刚度响应的模态3）包含未展开的高阶频率文案大全

实用标准文档4、如果各阶模态频率有足够的间距，可以使用SRSSt叠加。评判各阶模态是否是近距频率，对于不同的阻尼比有不同的评判准则。对于阻尼比2%如果巾<fj,且fj<1,1fi,则是近距频率；对于阻尼比（>2%如果fi<fj,且fj&（1+5（）fi,则是近距频率。对于近距频率模态，可选用CQC®ROSE®行叠加，其中纠正系数0We01,£=0,不纠正；£=1,全纠正；0<£<1,部分纠正。CQG口ROSEHT公式中£是基于模态的频率和阻尼计算得到。1’NN｛&｝=快｝/：、Ij=i)CQC#算公式如下ROS酎算公式如下快｝二工2%｛快｝二工2%｛玛｛夫｝[i=1y=i5、响应谱中有两个特征频率fsp（峰值频率）和fzpa（0周期加速度区域）frequencyatpeakresponse(spectralpeak)Irequencyatrigidresponsefzeroperiodacceleration)frequencyatpeakresponse(spectralpeak)Irequencyatrigidresponsefzeroperiodacceleration)低频区<fsp,不考虑模态纠正除非有近距频率，可用SRSS,CQ豉ROSE中频区在fsp和fzpa之间，由周期区向刚性区转变，模态包含周期部分和刚性部分，通常用系数a将响应分为周期部分和刚性部分。a=0,周期；a=1,刚性；0<a<1,部分周期部分刚性。高频区>fzpa,刚性区，模态需要完全纠正。文案大全

实用标准文档Gupta法：a=a(f),计算a有两种方法：实用标准文档Gupta法：a=a(f),计算a有两种方法：Lindley-Yow和Gupta。Lindley-Yow法：a=a(Sa),a=ZPA/SaZPA-0周期的加速度，Sa第i阶频率的加速度。当Sa<ZPAa=0;Sa=ZPA,a=1;Sa>ZPA随着Sa的减小a增大。EeK」Ji-J1<RS/EE一uq才=w3=<forZ-<工fi二fi二for工之工Lindley-Yow法中刚性响应影响所有的,g态其对应的频率响应Sa>ZPA但不应该用于其模态频率f<fsp;Gupta法中刚性响应影响所有的模态只有其频率f>f1=fsp,因此Gupta法适用大部分情况，应优先选用。文案大全实用标准文档6、刚性响应计算首先如前面描述的单独进行各个模态的响应计算，当打开刚性响应影响RigidResponseEffect时，这些模态响应［R］就不再是进行直接组合，而是分为周期［Rp］和刚性部分［Rr］o刚性响应系数a可选择Gupta或Lindley-Yow法计算。周期部分和刚性部分响应计算如下：yRp\-a；{R}jperiodiccomponent{Rr}f-rigidcomponentmodefrequencyresponserigidresponsecoefficientperiedkcomponentflfiidcomponem1门、（助0.0（劭<0)—pencaicsi31.4（电0.03i.6（小0.1&0.98词*0.1B阳卜内1小小46.41岛OjS10.79{用.0.61{/?!4Kl!>512《用$1.0{0}Wt6251.0{0)riuiQi然后分别进行组合叠加，对于周期部分响应［Rp］可用SRSS,CQ豉ROS时法进行叠加，如果含有近距频率模态时需要纠正不能使用SRSSt。刚性部分响应［Rr］进行代数和叠加即可y｛凡｝=S阳，?=1最后将周期部分响应和刚性部分响应进行组合得到总的响应［Rt］7、缺省质量响应进行模态分析时，我们不可能展开所有模态来考虑结构100%勺质量，因此我们关心的模态中所有质量占总质量的百分比即为有效质量比率，但展开的最高模态频率因远大于响应谱的fzpa,才能得到较为准确的分析结果。有时需要展开的模态阶数太多，我们可以通过模态分析计算缺省的质量将其进行额外的响应分析MissingMassResponse,这样就不必展开的模态频率要远大于fzpao当f>fzpa，力口速度响应是刚性的，因此可以进行静态的加速度分析。1）首先可以计算频率大于fzpa总的惯性力FT文案大全实用标准文档{ft}=-[m]{d}szpa3）计算各模态惯性力的合力TOC\o"1-5"\h\zNNZ忱｝二-ZM｛双%§ZPA4）计算缺省质量的惯性力N（/N、伉/=8｝-寸用=也s小>1工/2;5）最后计算缺省质量的响应注：对于加速度激励缺省质量响应是一个伪静态响应。如果分析包含了刚性响应，缺省质量响应将会加到刚性响应中N{凡}=EKL+K)Z-18、多点响应分析MPRS不同的约束点可以加载不同的响应谱，最多可以加载100种不同激励，首先对每个响应谱进行单独计算，最后SRSS1加计算得到总的响应。文案大全实用标准文档9、程序设置进行响应谱分析前必须进行模态分析，建议先将模态分析的结果与响应谱做对比，然后选择合适的求解方法，一般规则如下：模态只在低频区，SRSS(CQC/ROS&closelyspacedmodes),NOrigidresponseeffect,nomissingmasseffect模态只在中频和高频区，SRSS(CQC/ROSEforcloselyspacedmodes),rigidresponsebyLindleyorGuptamethod,missingmasson模态在所有的频率区域，SRSS(CQC/ROSEforcloselyspacedmodes),rigidresponsebyGuptamethod,missingmasson。要点：施加响应谱通过表格形式输入位移，速度或加速度谱激励必须加载在固定的自由度上结果以最大响应的形式给出具体操作：选择要展开的模态阶数，建议其最大频率是响应谱最大频率的1.5倍选择单点还是多点分析选择模态叠加方式SRSS,CQ豉ROSE程序默认只计算位移响应，可以设置计算速度和加速度响应可以输入位移，速度或加速度谱，每个谱值对应一个频率缺省质量MissingMasseffect设置，设为YES包含高阶频率模态的响应，只适用于加速度激励，需要输入ZPA©P0周期加速度)加速度值。刚性响应影响rigidresponseeffect，模态包含中高频区，建议使用Gupta法六、随机振动分析随机振动分析是另外一种谱分析方法，其目的是为了确定结构静态属性的响应，通常16标准差范围内的位移应力响应。许多过程分析都会涉及到随机振动分析，如生产线上的零件，公路上行驶的车辆，飞行中的飞机，发射中的太空飞船等等。随机振动分析包含所有时间的所有频率，在各个频率下的振幅是随时间变化的。虽然在给定的频率下，激励的振幅是不断变化的，当对于大多数过程，其平均值是趋于稳定的。因此随机激励可以通过功率密度取消PSD!行描述。总的频率范围可以分为多个单独的频率范围称为bin,激励平方后求每个bin的平均值，然后再除以bin的宽度，单位为RMS2/Hz文案大全实用标准文档位移，速度，加速度激励间的关系为:5尸3」(2柏2-5(71、假设和限制结构没有随机属性没有随时间变化的刚度，阻尼等没有随时间变化的力和约束轻微的阻力，远小于惯性和弹性力事实上，大多数随机过程都遵循高斯分布，因此可以用标准差来描述随机振动的范围(T68.27%,(T95.951%,699.737%=由于随机分布近似正态分布，高①的分布其出现的几率是非常小的，因此6可作为分析得上限。根据理论分析/X2一(切=＞同|况同or%(&)=—|s就⑹\。治/•Where:,SOLlt=spectraldensityresponse(conventionalterminology)Sm=spectraldensityinput(valuefromPSDcurve)aOUT=calculatedsinusoidaloutputain=sinusoidalinput文案大全

实用标准文档对于多个PSD的计算结果通过SRSS!行组合。输入PSD曲线时，绿色表示合理的准确的，黄色表示结果并不考虑合理性，红色表示建议修改输入的PSM荷。为了得到更好的PSD曲线，可以选择improvedFit2、求解设置模态阶数：建议其频率为PSDS大频率的1.5倍insignificantmodes:如果选择Yes,modesignificant设为0表示选择所有的模态，选择1表示不选择模态，任何小于significantlevel的模态表示对结果无贡献。support边界条件必须在模态分析中定义。可以输入以下几种PSDPSOB魅e&tit城ien,博PSDAcceleration窜PSDVelocity牌PSDGAccelerationP5DOi£placennent多个PSD可以同时施加，结果用SRSS1加。七、瞬态分析瞬态分析是时程分析，可以包含惯性，阻尼，非线性等因素。进行瞬态分析前一般先进行以下铺垫工作：简化，对模型进行适当简化使求解更容易文案大全

实用标准文档非线性，如果存在非线性，可以先进行静态分析评估其影响模态分析，可以先进行模态分析得到结构自然频率和振型来评估动态行为，其中自然频率可以用来计算时间步长。^inertia冗hmping^riffiiessMppliud司p+E砧十国丽=丽程序在求解以上方程时采用Newmarktime或HHT两种方法：时间步长:Newmark勺计算方法如下:鼠上也｝+[(1-5肮｝+函十他｛〃司｝二配｝+也加+[(0.5-a削｝+阳(&M+“I。+团)匕}=K}+似[册{«J+[cM{%}+%,1十的{4})其中a0至a5是丫和的函数，丫是数值阻尼可以通过程序直接输入newmark参数a和6通过以下公式计算:1人\2o1a——\i+y),Q--+Y42文案大全实用标准文档2、求解技术ANSY冰解瞬态分析时共有两种方法TheFullMethod和TheMode-superpositionmethod,其对比如下TechniqueTheFullMethoduRelati^tlysimpletoset-up、Usesfullmatrices[K,Ml,andC]rAlciwsHItype营gfnvnlingdriti・5,/Calculatesdisplacementsandstressesinasinglepass.yAcceptsiTiostloadtype$(eg.,,nodalforces；non-zerodisplacements,elementloads,tabularboundarycondition,etc.)AHIqw5we0f$oli<LE@dol10占dwxTypicallycomputationallymoreexpensivethanthemode-superpositiGHmethodTheMcd*-Supe