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ANSYS：非线性动力学分析技术教程1ANSYS:非线性动力学分析基础1.1非线性动力学分析概述非线性动力学分析是研究结构在动力载荷作用下，当结构的响应不再与载荷成线性关系时的分析方法。这种非线性可能来源于材料的非线性、几何的非线性、接触的非线性或边界条件的非线性。在ANSYS中，非线性动力学分析能够捕捉到这些复杂行为，为工程师提供更准确的预测和设计依据。1.2非线性动力学分析类型非线性动力学分析主要分为以下几种类型：瞬态动力学分析：考虑时间历程的载荷，如冲击、爆炸等，分析结构的动态响应。谐波响应分析：研究结构在正弦载荷作用下的响应，可以是单频或多频。谱分析：用于地震、风载等随机载荷的分析，通过频谱或功率谱密度来描述载荷。模态分析：虽然本质上是线性的，但在非线性动力学分析中，模态分析可以作为预处理步骤，用于识别结构的固有频率和振型。1.3非线性动力学分析在ANSYS中的应用在ANSYS中进行非线性动力学分析，需要设置模型的非线性属性，包括材料非线性、几何非线性、接触非线性等，并定义动力载荷。下面通过一个具体的例子来说明如何在ANSYS中进行瞬态动力学分析。1.3.1示例：瞬态动力学分析假设我们有一个简单的悬臂梁模型，材料为钢，受到一个冲击载荷的作用。我们将使用ANSYS进行瞬态动力学分析，以评估梁的动态响应。步骤1：定义材料属性在ANSYS中，我们首先定义材料属性。对于钢，我们可以使用以下参数：弹性模量：200GPa泊松比：0.3密度：7850kg/m^3屈服强度：250MPa步骤2：建立模型创建一个悬臂梁模型，长度为1米，宽度为0.1米，厚度为0.01米。在ANSYS中，可以使用以下命令来创建模型：*UNIT,SYSTEM=SI

*PART,NAME=Beam

*SECTION,ELSET=Beam,MATERIAL=Steel

*BEAM,SECTION=Beam

1,1,0.1,0.01

*NODE

1,0,0,0

2,1,0,0

*ELEMENT,TYPE=B31

1,1,2

*ENDPART步骤3：定义边界条件和载荷固定梁的一端，另一端施加一个冲击载荷。在ANSYS中，可以使用以下命令来定义边界条件和载荷：*STEP,NLGEOM=YES

*STATIC

*BOUNDARY

1,1,3

*DEFINELOAD,TYPE=IMPULSE,DIRECTION=1,TIME=0.01,MAGNITUDE=1000

2,1,1

*ENDSTEP步骤4：进行分析运行分析，设置时间步长和总分析时间。在ANSYS中，可以使用以下命令来设置分析参数：*STEP,NLGEOM=YES

*TIME,TOTAL=0.1,INCREMENT=0.001

*OUTPUT,FIELD,FREQUENCY=10

*ENDSTEP步骤5：后处理分析完成后，可以使用ANSYS的后处理功能来查看梁的位移、应力等结果。例如，查看节点2在X方向的位移：*GET,U2X,NODAL,U,2,1

*PRINT,U2X通过以上步骤，我们可以在ANSYS中完成一个非线性动力学分析的实例。这不仅帮助我们理解结构在动力载荷下的行为，还能够评估其安全性和性能。请注意，上述代码示例是基于ANSYS的APDL语言编写的，实际操作时需要在ANSYSWorkbench或APDL环境中进行。此外，非线性动力学分析的设置可能更为复杂，需要根据具体问题调整材料模型、接触设置等参数。2ANSYS软件介绍2.1ANSYSMechanicalAPDL简介在工程分析领域，ANSYSMechanicalAPDL（分析程序设计语言）是一款强大的有限元分析软件，它支持线性和非线性静力学、动力学、热力学、流体动力学以及电磁学等多种物理场的分析。APDL采用命令流的方式，用户可以通过编写脚本来控制分析流程，实现复杂问题的求解。这种脚本语言提供了高度的灵活性和控制能力，使得高级用户能够定制和优化他们的分析过程。2.1.1功能特点非线性动力学分析：能够处理材料非线性、几何非线性以及接触非线性等问题。多物理场耦合：支持不同物理场之间的耦合分析，如热-结构耦合、流体-结构耦合等。高级求解器：包括直接求解器、迭代求解器以及并行求解器，适用于不同规模的分析问题。2.1.2示例代码/PREP7

ET,1,PLANE183

R,1,10,10,10

K,1,0,0,0

K,2,1,0,0

K,3,1,1,0

K,4,0,1,0

L,1,2

L,2,3

L,3,4

L,4,1

AL,ALL

MPTEMP,1,EX,200

MPTEMP,1,PRXY,0.3

MPTEMP,1,DENS,7800

MPTEMP,1,SMALL,0.000001

MPTEMP,1,STIF,0.000001

MPTEMP,1,THCX,0.000001

MPTEMP,1,THCY,0.000001

MPTEMP,1,THKX,0.000001

MPTEMP,1,THKY,0.000001

MPTEMP,1,THKZ,0.000001

MPTEMP,1,THRX,0.000001

MPTEMP,1,THRY,0.000001

MPTEMP,1,THRZ,0.000001

MPTEMP,1,THSX,0.000001

MPTEMP,1,THSY,0.000001

MPTEMP,1,THSZ,0.000001

MPTEMP,1,THTX,0.000001

MPTEMP,1,THTY,0.000001

MPTEMP,1,THTZ,0.000001

MPTEMP,1,THUX,0.000001

MPTEMP,1,THUY,0.000001

MPTEMP,1,THUZ,0.000001

MPTEMP,1,THVX,0.000001

MPTEMP,1,THVY,0.000001

MPTEMP,1,THVZ,0.000001

MPTEMP,1,THWX,0.000001

MPTEMP,1,THWY,0.000001

MPTEMP,1,THWZ,0.000001

MPTEMP,1,THXX,0.000001

MPTEMP,1,THXY,0.000001

MPTEMP,1,THXZ,0.000001

MPTEMP,1,THYY,0.000001

MPTEMP,1,THYZ,0.000001

MPTEMP,1,THZZ,0.000001

MPTEMP,1,THEX,0.000001

MPTEMP,1,THEY,0.000001

MPTEMP,1,THEZ,0.000001

MPTEMP,1,THMX,0.000001

MPTEMP,1,THMY,0.000001

MPTEMP,1,THMZ,0.000001

MPTEMP,1,THNX,0.000001

MPTEMP,1,THNY,0.000001

MPTEMP,1,THNZ,0.000001

MPTEMP,1,THPX,0.000001

MPTEMP,1,THPY,0.000001

MPTEMP,1,THPZ,0.000001

MPTEMP,1,THQX,0.000001

MPTEMP,1,THQY,0.000001

MPTEMP,1,THQZ,0.000001

MPTEMP,1,THRX,0.000001

MPTEMP,1,THRY,0.000001

MPTEMP,1,THRZ,0.000001

MPTEMP,1,THSX,0.000001

MPTEMP,1,THSY,0.000001

MPTEMP,1,THSZ,0.000001

MPTEMP,1,THTX,0.000001

MPTEMP,1,THTY,0.000001

MPTEMP,1,THTZ,0.000001

MPTEMP,1,THUX,0.000001

MPTEMP,1,THUY,0.000001

MPTEMP,1,THUZ,0.000001

MPTEMP,1,THVX,0.000001

MPTEMP,1,THVY,0.000001

MPTEMP,1,THVZ,0.000001

MPTEMP,1,THWX,0.000001

MPTEMP,1,THWY,0.000001

MPTEMP,1,THWZ,0.000001

MPTEMP,1,THXX,0.000001

MPTEMP,1,THXY,0.000001

MPTEMP,1,THXZ,0.000001

MPTEMP,1,THYY,0.000001

MPTEMP,1,THYZ,0.000001

MPTEMP,1,THZZ,0.000001

MPTEMP,1,THEX,0.000001

MPTEMP,1,THEY,0.000001

MPTEMP,1,THEZ,0.000001

MPTEMP,1,THMX,0.000001

MPTEMP,1,THMY,0.000001

MPTEMP,1,THMZ,0.000001

MPTEMP,1,THNX,0.000001

MPTEMP,1,THNY,0.000001

MPTEMP,1,THNZ,0.000001

MPTEMP,1,THPX,0.000001

MPTEMP,1,THPY,0.000001

MPTEMP,1,THPZ,0.000001

MPTEMP,1,THQX,0.000001

MPTEMP,1,THQY,0.000001

MPTEMP,1,THQZ,0.000001这段代码展示了如何在APDL中创建一个简单的平面四边形网格。首先，定义了单元类型为PLANE183，然后设置了材料属性，最后生成了网格。这仅是APDL命令流的冰山一角，实际应用中，用户可以编写更复杂的脚本来满足特定的分析需求。2.2ANSYSWorkbench界面ANSYSWorkbench是ANSYS软件的图形用户界面，它提供了一个直观的环境，用于设置和运行各种类型的工程分析。Workbench将不同的分析模块整合在一个统一的平台上，使得用户能够轻松地进行多物理场耦合分析。2.2.1主要组件ProjectSchematic：项目概览，显示分析流程的各个阶段。DesignModeler：用于创建和编辑几何模型。Meshing：生成有限元网格。Solution：设置分析参数，运行求解器。PostProcessing：查看和分析结果。2.2.2操作流程创建项目：在ProjectSchematic中定义分析类型和流程。导入几何：使用DesignModeler导入或创建几何模型。网格划分：在Meshing模块中生成网格。设置分析：在Solution模块中定义材料属性、边界条件和求解参数。运行分析：提交求解任务。结果查看：在PostProcessing模块中查看分析结果。2.3ANSYS动力学模块功能ANSYS的动力学模块提供了全面的动力学分析能力，包括线性和非线性动力学分析、模态分析、谐响应分析、瞬态动力学分析以及随机振动分析等。这些功能使得工程师能够深入理解结构在动态载荷下的行为，从而优化设计，提高产品的可靠性和性能。2.3.1非线性动力学分析非线性动力学分析能够处理结构在大变形、材料非线性以及接触非线性等复杂条件下的动态响应。这种分析对于预测真实世界中结构的动态行为至关重要，尤其是在航空航天、汽车和重型机械等行业。2.3.2模态分析模态分析用于确定结构的固有频率和振型，这对于避免共振和优化结构设计非常关键。ANSYS的模态分析功能可以处理复杂结构，包括考虑材料非线性和几何非线性的影响。2.3.3谐响应分析谐响应分析用于评估结构在周期性载荷作用下的响应，如振动台测试。ANSYS能够计算结构在不同频率下的位移、应力和应变，帮助工程师理解结构的频率响应特性。2.3.4瞬态动力学分析瞬态动力学分析用于模拟结构在时间域内的动态响应，如冲击和爆炸载荷。ANSYS的瞬态动力学求解器能够处理瞬态事件，提供时间历程的响应数据。2.3.5随机振动分析随机振动分析用于评估结构在随机载荷作用下的响应，如风载荷或地震。ANSYS能够计算结构的统计响应，如均方根位移和应力，这对于结构的耐久性评估非常重要。通过以上介绍，我们可以看到ANSYS软件在非线性动力学分析领域的强大功能和灵活性，它为工程师提供了一个全面的工具集，用于解决复杂的工程问题。3建立非线性动力学模型3.1模型几何与网格划分在进行非线性动力学分析前，首先需要创建模型的几何形状并进行网格划分。ANSYSMechanicalAPDL提供了强大的几何建模工具，可以创建复杂的三维模型。网格划分是将模型分解成许多小的单元，以便进行数值计算。对于非线性动力学分析，选择合适的网格类型和尺寸至关重要，因为它们直接影响分析的准确性和计算效率。3.1.1示例：创建一个简单的梁模型并进行网格划分#ANSYSMechanicalAPDL脚本示例

/PREP7

;创建材料

MP,EX,1,2e11

MP,PRXY,1,0.3

;创建截面

SECTYPE,BEAM

SELSHAPE,LINE

SESIZE,1

;创建几何

L,1,2,100

L,2,3,100

L,3,4,100

L,4,5,100

L,5,6,100

L,6,7,100

L,7,8,100

L,8,9,100

L,9,10,100

L,10,1,100

;网格划分

ESIZE,10

AMESH,ALL这段代码创建了一个由10个节点组成的简单梁模型，并使用了10mm的网格尺寸进行网格划分。MP,EX,1,2e11和MP,PRXY,1,0.3分别定义了材料的弹性模量和泊松比。3.2材料属性与非线性定义非线性动力学分析中，材料的非线性行为是关键因素。ANSYS支持多种非线性材料模型，包括塑性、超弹性、粘弹性等。定义材料的非线性行为需要在材料属性中输入相应的数据，如应力-应变曲线。3.2.1示例：定义塑性材料#ANSYSMechanicalAPDL脚本示例

MP,EX,1,2e11

MP,PRXY,1,0.3

;定义塑性材料

/PREP7

PLANE183,1,0

;输入应力-应变曲线

/PDATA

1,0.000000000000000E+00,0.000000000000000E+00

2,2.000000000000000E+08,0.000000000000000E+00

3,2.000000000000000E+08,1.000000000000000E-02

4,2.500000000000000E+08,1.500000000000000E-02

5,3.000000000000000E+08,2.000000000000000E-02

6,3.500000000000000E+08,2.500000000000000E-02

7,4.000000000000000E+08,3.000000000000000E-02

8,4.500000000000000E+08,3.500000000000000E-02

9,5.000000000000000E+08,4.000000000000000E-02

10,5.500000000000000E+08,4.500000000000000E-02

/PDATAX上述代码定义了一个塑性材料，通过输入应力-应变曲线来描述材料的非线性行为。PLANE183,1,0选择了平面单元类型，/PDATA和/PDATAX用于输入应力-应变数据。3.3边界条件与载荷施加非线性动力学分析中，边界条件和载荷的施加是模拟实际工况的关键。边界条件可以限制模型的位移，而载荷则可以是力、压力或加速度等。3.3.1示例：施加边界条件和载荷#ANSYSMechanicalAPDL脚本示例

;施加边界条件

/SOLU

ANTYPE,TRANS

IC,ALL,0

D,1,UX,0

D,1,UY,0

D,1,UZ,0

;施加载荷

F,10,FX,1000这段代码中，/SOLU标志着开始施加边界条件和载荷。ANTYPE,TRANS设置分析类型为瞬态动力学分析。IC,ALL,0初始化所有节点的速度和加速度为零。D,1,UX,0、D,1,UY,0和D,1,UZ,0在节点1上施加了位移约束，限制了在X、Y和Z方向上的位移。F,10,FX,1000在节点10上施加了一个1000N的力在X方向上。通过以上步骤，我们可以在ANSYS中建立一个非线性动力学模型，进行网格划分，定义材料的非线性行为，并施加边界条件和载荷。这些是进行非线性动力学分析的基础，后续的分析将基于这些设置进行。4ANSYS:非线性动力学分析设置4.1分析类型选择在进行非线性动力学分析时，首先需要确定分析类型。ANSYS提供了多种动力学分析类型，包括：瞬态动力学分析：用于模拟随时间变化的载荷对结构的影响。谐波响应分析：分析结构在正弦载荷下的响应。谱分析：适用于随机载荷，如地震或风载荷。模态分析：用于确定结构的固有频率和振型。4.1.1示例：瞬态动力学分析设置#ANSYSPythonAPI示例代码

#设置瞬态动力学分析类型

fromansys.mapdl.coreimportlaunch_mapdl

mapdl=launch_mapdl()

mapdl.clear()

mapdl.prep7()

#选择瞬态动力学分析

mapdl.antype('TRANS')

#设置分析步长和时间步长

mapdl.nsel('S','TYPE','SOLID')

mapdl.allsel()

mapdl.allsca()

mapdl.time(0,10,1)#设置总时间10秒，时间步长1秒4.2时间步长与求解控制时间步长的选择对非线性动力学分析的准确性和效率至关重要。过大的时间步长可能导致结果不准确，而过小的时间步长则会增加计算时间。ANSYS允许用户自定义时间步长，并提供了自动时间步长控制功能。4.2.1示例：自动时间步长控制#ANSYSPythonAPI示例代码

#设置自动时间步长控制

fromansys.mapdl.coreimportlaunch_mapdl

mapdl=launch_mapdl()

mapdl.clear()

mapdl.prep7()

#选择瞬态动力学分析

mapdl.antype('TRANS')

#设置自动时间步长控制

mapdl.time(0,10,0)#设置总时间10秒，自动时间步长

mapdl.autots('ON')#开启自动时间步长控制4.3接触与摩擦模型设置在非线性动力学分析中，接触和摩擦是常见的非线性因素。ANSYS提供了详细的接触和摩擦模型设置，以准确模拟这些非线性行为。4.3.1示例：接触对设置#ANSYSPythonAPI示例代码

#设置接触对

fromansys.mapdl.coreimportlaunch_mapdl

mapdl=launch_mapdl()

mapdl.clear()

mapdl.prep7()

#创建接触对

mapdl.cint(1,2)#设置实体1为接触体，实体2为目标体

#设置接触属性

mapdl.conm2('ALL',1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0)

#设置摩擦系数

mapdl.frictn(0.3)#设置摩擦系数为示例：摩擦模型设置#ANSYSPythonAPI示例代码

#设置摩擦模型

fromansys.mapdl.coreimportlaunch_mapdl

mapdl=launch_mapdl()

mapdl.clear()

mapdl.prep7()

#设置摩擦模型为库伦摩擦

mapdl.conm2('ALL',1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0)

mapdl.frictn(0.3,'COUL')#设置摩擦系数为0.3，摩擦模型为库伦摩擦在进行非线性动力学分析时，合理设置分析类型、时间步长和接触摩擦模型是确保分析结果准确性和计算效率的关键。上述示例展示了如何使用ANSYSPythonAPI进行这些设置，用户可以根据具体问题调整参数，以获得最佳的分析效果。5ANSYS:非线性动力学分析教程5.1求解与后处理5.1.1求解过程监控在进行非线性动力学分析时，监控求解过程对于确保分析的准确性和稳定性至关重要。ANSYS提供了多种工具来帮助用户监控求解过程，包括查看迭代收敛情况、监控特定点的响应、以及检查模型的非线性行为。监控迭代收敛非线性分析通常需要迭代求解，直到满足收敛准则。在ANSYS中，可以通过设置输出控制，让软件在每个时间步或每个迭代步输出收敛信息。例如，使用APDL命令*SET,OUTRES,ALL可以开启所有结果的输出，包括迭代过程中的收敛信息。*SET,OUTRES,ALL

/SOLU

ANTYPE,TRANS

NLGEOM,ON

SOLVE监控特定点的响应对于关注模型中特定点的响应，可以设置监控点。在ANSYS中，可以通过*NODEFILE命令来定义监控点，然后在求解过程中输出这些点的位移、速度、加速度等信息。*NODEFILE,NSET=MonitorPoint,U,V,A其中NSET=MonitorPoint定义了监控点的集合。5.1.2结果可视化ANSYS提供了强大的后处理功能，用于结果的可视化和分析。在非线性动力学分析中，结果可视化可以帮助用户直观地理解模型的动态行为，包括位移、应力、应变等。位移可视化使用*POST1命令进入后处理模式，然后通过PRNSOL,U命令来显示模型的位移结果。*POST1

PRNSOL,U应力应变可视化同样地，可以使用PRNSOL,S和PRNSOL,E命令来显示模型的应力和应变结果。PRNSOL,S

PRNSOL,E5.1.3非线性动力学响应分析非线性动力学响应分析涉及到模型的非线性行为，如材料非线性、几何非线性、接触非线性等。在ANSYS中，可以通过设置非线性选项来考虑这些效应。材料非线性材料非线性通常指材料的应力-应变关系不是线性的。例如，使用*MATNL命令可以定义材料的非线性属性。*MATNL,1,1

*PLASTIC

0.0,290.0

0.002,300.0

0.005,310.0上述代码定义了一个材料的塑性行为，其中0.0,290.0表示在应变为0时，材料的屈服应力为290MPa，0.002,300.0表示在应变为0.2%时，屈服应力增加到300MPa，以此类推。几何非线性几何非线性通常在大位移或大变形情况下考虑。在ANSYS中，通过NLGEOM,ON命令开启几何非线性分析。ANTYPE,TRANS

NLGEOM,ON接触非线性接触非线性分析涉及到模型中不同部件之间的接触行为。在ANSYS中，使用*CONTACT命令可以定义接触对。*CONTACT,PAIR=1

*TARGET,NSET=Plate

*SLAVE,NSET=Ball上述代码定义了一个接触对，其中Plate是目标面，Ball是接触面。通过这些命令和设置，用户可以在ANSYS中进行非线性动力学分析，并有效地监控求解过程，以及对结果进行可视化和深入分析。6案例研究与实践6.1非线性碰撞分析在非线性碰撞分析中，我们探讨的是当结构在高速碰撞或冲击载荷下，其行为可能不再遵循线性力学原理的情况。这种分析对于汽车、航空航天和军事工业尤为重要，因为这些领域的设计必须能够承受极端的动态载荷。6.1.1原理非线性碰撞分析涉及到材料的非线性响应、大变形、接触非线性以及可能的失效模式。在ANSYS中，使用显式动力学求解器（如ANSYSExplicitDynamics）可以模拟这些非线性效应。显式求解器采用小时间步长和迭代求解方法，能够捕捉到高速碰撞过程中的瞬态效应。6.1.2内容材料模型：选择合适的材料模型，如塑性模型（Johnson-Cook模型）、复合材料模型（Hashin准则）等，以准确描述材料在高速载荷下的行为。接触定义：设置接触对，包括自接触和表面接触，以模拟碰撞过程中的接触非线性。载荷和边界条件：应用冲击载荷，如瞬时速度或加速度，以及定义结构的固定边界。网格划分：使用细网格以捕捉局部的应力和应变分布，特别是在接触区域和材料失效的区域。求解设置：选择合适的求解器（如ANSYSExplicitDynamics），设置时间步长和求解控制参数。6.1.3示例假设我们正在分析一个简单的金属板在高速冲击下的响应。以下是使用ANSYS进行非线性碰撞分析的步骤：#ANSYS非线性碰撞分析示例代码

#1.创建模型

model=ansys.mapdl.run("/GUI/ON")

model.clear()

model.prep7()

#2.定义材料属性

model.mp("EX",1,200e9)#弹性模量

model.mp("DENS",1,7800)#密度

model.mp("POISS",1,0.3)#泊松比

model.mp("YSD",1,235e6)#屈服强度

#3.创建几何

model.blc4(1,1,0.1)#创建一个1x1x0.1m的金属板

model.esize(0.05)#设置网格尺寸

model.vmesh("ALL")#网格划分

#4.定义接触

model.contact(1)

model.target(1)

model.contact(2)

model.contact(1,2)

#5.应用载荷和边界条件

model.nsel("S","LOC","Z",0)

model.d("ALL","Z",0)#固定底部

model.nsel("R")

model.nsel("S","LOC","Z",0.1)

model.d("ALL","Z",0.1)#固定顶部

model.nsel("R")

model.nsel("S","LOC","Y",0.5)

model.nsel("R","ADD","LOC","X",0.5)

model.d("ALL","ALL",1)#固定中心点

#6.设置冲击载荷

model.nsel("S","LOC","X",1)

model.nsel("R","ADD","LOC","Y",0.5)

model.nsel("R")

model.f("ALL","FX",1e6)#在一侧施加1e6N的力

#7.求解设置

model.allsel()

model.allsol()

model.antype("TRANS")

model.transt(0.1)#设置总分析时间为0.1秒

model.solve()6.2非线性振动分析非线性振动分析关注的是结构在非线性效应影响下的振动行为，如几何非线性、材料非线性和接触非线性。这种分析对于预测结构在复杂载荷下的动态响应至关重要。6.2.1原理非线性振动分析通常涉及使用隐式或显式求解器，具体取决于问题的性质。隐式求解器适用于低频、长周期的振动，而显式求解器则更适合于高频、短周期的瞬态振动。6.2.2内容非线性材料模型：如塑性模型、超弹性模型等，以描述材料的非线性响应。非线性几何效应：考虑大变形对结构刚度的影响。接触非线性：模拟结构部件之间的接触，包括间隙、摩擦和碰撞。载荷和边界条件：定义动态载荷，如周期性力或加速度，以及结构的约束条件。求解设置：选择合适的求解器，设置求解参数，如时间步长、频率范围等。6.2.3示例考虑一个带有非线性弹簧的振动系统。以下是使用ANSYS进行非线性振动分析的示例代码：#ANSYS非线性振动分析示例代码

#1.创建模型

model=ansys.mapdl.run("/GUI/ON")

model.clear()

model.prep7()

#2.定义材料属性

model.mp("EX",1,200e9)#弹性模量

model.mp("DENS",1,7800)#密度

#3.创建几何

model.blc4(1,1,0.1)#创建一个1x1x0.1m的金属板

model.esize(0.05)#设置网格尺寸

model.vmesh("ALL")#网格划分

#4.定义非线性弹簧

model.k(1,0,0,0)

model.k(2,1,0.5,0)

("非线性弹簧定义")

model.r(1,1e6,0.1)#弹簧刚度和阻尼

#5.应用载荷和边界条件

model.nsel("S","LOC","Z",0)

model.d("ALL","Z",0)#固定底部

model.nsel("R")

model.nsel("S","LOC","Z",0.1)

model.d("ALL","Z",0.1)#固定顶部

model.nsel("R")

model.nsel("S","LOC","Y",0.5)

model.nsel("R","ADD","LOC","X",0.5)

model.d("ALL","ALL",1)#固定中心点

#6.设置振动载荷

model.nsel("S","LOC","X",1)

model.nsel("R","ADD","LOC","Y",0.5)

model.f("ALL","FX",1e3)#在一侧施加1e3N的力

#7.求解设置

model.allsel()

model.allsol()

model.antype("HARMIC")

model.harfrq(1,100,10)#设置频率范围从1Hz到100Hz，步长为10Hz

model.solve()6.3复合材料非线性动力学分析复合材料因其轻质和高强度特性，在现代工程中得到广泛应用。然而，复合材料的非线性动力学行为比传统金属材料更为复杂，需要专门的分析方法。6.3.1原理复合材料的非线性动力学分析涉及到材料的非线性响应，如纤维和基体的相互作用、损伤和失效机制。在ANSYS中，可以使用复合材料模块（如ANSYSCompositePrepPost）来定义复合材料的层合结构和损伤模型。6.3.2内容复合材料层合结构定