ansys結(jié)構(gòu)靜力分析

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1、ANSYS非線形分析指南基本過程第一章結(jié)構(gòu)靜力分析1．1結(jié)構(gòu)分析概述結(jié)構(gòu)分析的定義：結(jié)構(gòu)分析是有限元分析方法最常用的一個應(yīng)用領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)這個術(shù)語是一個廣義的概念，它包括土木工程結(jié)構(gòu)，如橋梁和建筑物；汽車結(jié)構(gòu)，如車身骨架；海洋結(jié)構(gòu)，如船舶結(jié)構(gòu)；航空結(jié)構(gòu)，如飛機機身等；同時還包括機械零部件，如活塞，傳動軸等等。在ANSYS產(chǎn)品家族中有七種結(jié)構(gòu)分析的類型。結(jié)構(gòu)分析中計算得出的基本未知量（節(jié)點自由度）是位移，其他的一些未知量，如應(yīng)變，應(yīng)力，和反力可通過節(jié)點位移導(dǎo)出。靜力分析---用于求解靜力載荷作用下結(jié)構(gòu)的位移和應(yīng)力等。靜力分析包

2、括線性和非線性分析。而非線性分析涉及塑性，應(yīng)力剛化，大變形，大應(yīng)變，超彈性，接觸面和蠕變。模態(tài)分析---用于計算結(jié)構(gòu)的固有頻率和模態(tài)。諧波分析---用于確定結(jié)構(gòu)在隨時間正弦變化的載荷作用下的響應(yīng)。瞬態(tài)動力分析---用于計算結(jié)構(gòu)在隨時間任意變化的載荷作用下的響應(yīng)，并且可計及上述提到的靜力分析中所有的非線性性質(zhì)。譜分析---是模態(tài)分析的應(yīng)用拓廣，用于計算由于響應(yīng)譜或PSD輸入（隨機振動）引起的應(yīng)力和應(yīng)變。曲屈分析---用于計算曲屈載荷和確定曲屈模態(tài)。ANSYS可進行線性（特征值）和非線性曲屈分析。顯式動力分析---ANSYS

3、/LS-DYNA可用于計算高度非線性動力學(xué)和復(fù)雜的接觸問題。此外，前面提到的七種分析類型還有如下特殊的分析應(yīng)用：?斷裂力學(xué)?復(fù)合材料?疲勞分析?p-Method結(jié)構(gòu)分析所用的單元：絕大多數(shù)的ANSYS單元類型可用于結(jié)構(gòu)分析，單元型從簡單的桿單元和梁單元一直到較為復(fù)雜的層合殼單元和大應(yīng)變實體單元。1．2結(jié)構(gòu)線性靜力分析靜力分析的定義靜力分析計算在固定不變的載荷作用下結(jié)構(gòu)的效應(yīng)，它不考慮慣性和阻尼的影響，如結(jié)構(gòu)受隨時間變化載荷的情況。可是，靜力分析可以計算那些固定不變的慣性載荷對結(jié)構(gòu)的影響（如重力和離心力），以及那些可以近似

4、為等價靜力作用的隨時間變化載荷（如通常在許多建筑規(guī)范中所定義的等價靜力風(fēng)載和地震載荷）。靜力分析中的載荷靜力分析用于計算由那些不包括慣性和阻尼效應(yīng)的載荷作用于結(jié)構(gòu)或部件上引起的位移，應(yīng)力，應(yīng)變和力。固定不變的載荷和響應(yīng)是一種假定；即假定載荷和結(jié)構(gòu)的響應(yīng)隨時間的變化非常緩慢。靜力分析所施加的載荷包括：?外部施加的作用力和壓力?穩(wěn)態(tài)的慣性力（如中力和離心力）?位移載荷?溫度載荷線性靜力分析和非線性靜力分析靜力分析既可以是線性的也可以是非線性的。非線性靜力分析包括所有的非線性類型：大變形，塑性，蠕變，應(yīng)力剛化，接觸（間隙）單元

5、，超彈性單元等。本節(jié)主要討論線性靜力分析，非線性靜力分析在下一節(jié)中介紹。第1頁ANSYS非線形分析指南基本過程線性靜力分析的求解步驟1．建模2．施加載荷和邊界條件，求解3．結(jié)果評價和分析1．3結(jié)構(gòu)非線性靜力分析非線性結(jié)構(gòu)的定義在日常生活中,會經(jīng)常遇到結(jié)構(gòu)非線性。例如，無論何時用釘書針釘書，金屬釘書釘將永久地彎曲成一個不同的形狀。（看圖1─1（a））如果你在一個木架上放置重物，隨著時間的遷移它將越來越下垂。（看圖1─1（b））。當(dāng)在汽車或卡車上裝貨時，它的輪胎和下面路面間接觸將隨貨物重量的嗇而變化。（看圖1─1（c））如果

6、將上面例子所載荷變形曲線畫出來,你將發(fā)現(xiàn)它們都顯示了非線性結(jié)構(gòu)的基本特征--變化的結(jié)構(gòu)剛性.圖1─1非線性結(jié)構(gòu)行為的普通例子非線性行為的原因引起結(jié)構(gòu)非線性的原因很多，它可以被分成三種主要類型：狀態(tài)變化（包括接觸）許多普通結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)出一種與狀態(tài)相關(guān)的非線性行為,例如，一根只能拉伸的電纜可能是松散的,也可能是繃緊的。軸承套可能是接觸的,也可能是不接觸的,凍土可能是凍結(jié)的,也可能是融化的。這些系統(tǒng)的剛度由于系統(tǒng)狀態(tài)的改變在不同的值之間突然變化。狀態(tài)改變也許和載荷直接有關(guān)（如在電纜情況中），也可能由某種外部原因引起（如在凍土中的

7、紊亂熱力學(xué)條件）。ANSYS程序中單元的激活與殺死選項用來給這種狀態(tài)的變化建模。接觸是一種很普遍的非線性行為，接觸是狀態(tài)變化非線性類型形中一個特殊而重要的子集。幾何非線性如果結(jié)構(gòu)經(jīng)受大變形，它變化的幾何形狀可能會引起結(jié)構(gòu)的非線性地響應(yīng)。一個例的垂第2頁ANSYS非線形分析指南基本過程向剛性）。隨著垂向載荷的增加，桿不斷彎曲以致于動力臂明顯地減少，導(dǎo)致桿端顯示出在較高載荷下不斷增長的剛性。圖1─2釣魚桿示范幾何非線性材料非線性非線性的應(yīng)力──應(yīng)變關(guān)系是結(jié)構(gòu)非線性名的常見原因。許多因素可以影響材料的應(yīng)力──應(yīng)變性質(zhì)，包括加載

8、歷史（如在彈─塑性響應(yīng)狀況下），環(huán)境狀況（如溫度），加載的時間總量（如在蠕變響應(yīng)狀況下）。牛頓一拉森方法ANSYS程序的方程求解器計算一系列的聯(lián)立線性方程來預(yù)測工程系統(tǒng)的響應(yīng)。然而，非線性結(jié)構(gòu)的行為不能直接用這樣一系列的線性方程表示。需要一系列的帶校正的線性近似來求解非線性問題。逐步遞增載荷和平衡迭代一種近似的非線性