算例丨ANSYS瞬态动力学分析详细图文教程

图1-1

（3）定义单元选项：在图1-1左所示的对话框中单击Options按钮，弹出COMBIN40element type options 对话框，如图1-2所示，在 Element degree(s) of freedom K3后面的下拉列表中选择UX,在Mass location K6后面的下拉列表中选择Mass at node J,单击OK按，回到图1-1左所示的对话框。单击Close按钮关闭该对话框。

图1-2

（4）定义实常数：Main Menu > Preprocessor > Real Constants > Add/Edit/Delete,弹出Real Constants对话框，单击Add按钮，弹出Element Typefor Real Constants 对话框，如图 1-3 左所示；

在所示的对话框中选取Type 1 C0MBIN40,单击0K按钮，出现RealConstants Set Number 1, for C0MBIN40 对话框，在 Spring constant K1 文本框中输入 10000,在 Mass M 文本框中输入 10/386,在 Limiting sliding force FSLIDE 文本框中输入1.875,在Spring const (par to slide) K2文本框中输入30,如图1-3右所示，单击0K按钮。接着单击Real Constants对话框的Close按钮关闭该对话框，退出实常数定义。

（5）创建节点：Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Nodes > In ActiveCS，弹出 Create Nodes in Active Coordinate System 对话框。在 NODE Node number文本框中输入1,如图1-4所示。在X，Y,Z Location in active CS文本框中输入0、0、0,单击Apply按钮；接着在 NODE Node number文本框中输入2,在X, Y，Z Location in active CS文本框中输入1、0、0，单击OK。

图1-4

（6）打开节点编号显示控制：Utility Menu > PlotCtrls > Numbering,弹出 PlotNumbering Controls对话框，单击NODE Node numbers复选框使其显示为On，单击OK按钮。

（7）定义单元属性：Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Elements> Elem Attributes,弹出 Elements Attributes 对话框，在[TYPE] Element type number下拉列表中选择1 C0MBIN40,在[REAL] Real constant set number下拉列表中选择1,如图1-5所示。

图1-5

（8）创建单元：Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Elements > AutoNumbered > Thru Nodes,弹出Elements from Nodes拾取菜单。用鼠标在屏幕上拾取编号为1和2的节点，单击0K按钮，屏幕上在节点1和节点2之间出现一条直线。

2、建立初始条件

（1）定义初始位移和速度：Main Menu > Preprocessor > Loads > Define Loads > Apply> Initial Condit’n > Define，弹出 Define Initial Conditions 拾取菜单，用鼠标在屏幕上拾取编号为2的节点，单击0K按钮，弹出Define Initial Conditions对话框，如图2所示,在Lab DOF to be specified后面的下拉列表中选择UX,在VALUE Initialvalue of DOF文本框中输入-1,在VALUE2 Initial velocity文本框中输入0，单击OK按钮。

图2

03    

设定求解类型和求解控制器    

     

   

（1）定义求解类型：Main Menu > Solution > Analysis Type > New Analysis。NewAnalysis对话框出现，选中Transient，单击OK按钮，弹出TransientAnalysis对话框，如图3-1所示，在[TRNOPT] Solution Method后面选中Full单选按钮（通常它也是默认选项），单击0K按钮。

图3-1

（2）设置求解控制器：Main Menu > Solution > Analysis Type > Sol’n Controls,弹出Solution Controls对话框（求解控制器），如图3-2所示，在Time at end ofloadstep文本框中输入0. 2025，在Automatic time stepping下拉列表中选择Off，在Time controls 下面单击选择 Number of substeps,在 Number of substeps 文本框中输入 404,在 Write items to results file 下面单击选择 All solution items,在Frequency下拉列表中选择Write every substeps。

图3-2

(3)在图3-2所示的对话框中，单击Nonlinear标签，弹出Nonlinear选项卡，如图 3-3 所示；在 Nonlinear 选项卡中单击 Set convergencecriteria按钮，弹出Default Nonlinear Convergence Criteria 工具框，如图 3-4 所示。单击 Replace 按钮，弹出 Nonlinear Convergence Criteria 对话框，如图 3-5所示，在Lab Convergence is based on右面的第一列表框中单击选择Structural,在第二列表框中单击选择Force F,在VALUE Reference value of lab文本框中输入1,在TOLER Tolerance about VALUE文本框中输入0. 001,单击OK按钮接受其他默认设置，返回到图3-4所示的工具框，单击Close按钮，返回到图3-3所示的选项卡，单击0K按钮。

图 3-3

图 3-4

图 3-5

04    

设定其他求解选项    

     

   

（1）关闭优化设置：Main Menu > Solution > Unabridged Menu > Load Step Opts >Solution Ctrl,弹出 Nonlinear Solution Controls 对话框，在[SOLCONTROL] SolutionControl后面选择Off,如图4-1所示，单击OK按钮。

图4-1

（2）设置载荷和约束类型（阶跃或者倾斜）：Main Menu > Solution > Load Step Opts> Time/Frequenc > Time and Substps,弹出 Time and Substeps Options 对话框，如图 4-2所示，在[KBC] Stepped or ramped b. c.后面选择 stepped,单击 OK 接受其他设置。

图 4-2

05    

施加载荷和约束    

     

   

施加约束：Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural >Displacement > On Nodes,弹出Apply U, ROT on Nodes拾取菜单，用鼠标在屏幕上拾取编号为1的节点，单击0K按钮，弹出Apply U, ROT on Nodes对话框，在Lab2 DOFs tobe constrained后面的列表中选择UX,如图5所示，单击OK按钮。

图5

06    

瞬态求解    

     

   

（1）瞬态分析求解：Main Menu > Solution > Solve > Current LS，弹出/STATUSCommand信息提示栏和Solve Current Load Step对话框。浏览信息提示栏中的信息，如果无误，则单击File > Close关闭之。单击Solve Current Load Step对话框的OK按钮，开始求解。

（2）当求解结束时，会弹出Solution is done的提示框，单击OK按钮。此时屏幕显
示求解迭代进程，如图6所示。退出求解器：Main Menu > Finish。

07    

观察结果（后处理）    

     

   

（1）进入时间历程后处理：Main Menu > TimeHist PostPro,弹出Time History Variables对话框，里面已有默认变量时间（TIME)。定义位移变量UX:在如图7-1所示的Time History Variables对话框中申击
左上角的+按钮，弹出Add Time-History Variables对话框，连续单击Nodal Solution> DOF Solution > X-Component of displacement，在 Variable Name后面输入UX,单击OK按钮。

图7-1

（2）弹出Node for Data拾取菜单，在拾取菜单文本框中输入2,单击0K按钮，返回到Time History Variables对话框，不过此时变量列表里面多了一项UX变量。

（3）定义应力变量F1:在Time History Variables对话框中单击左上角的+按钮，弹出如图7-2左所示对话框，在该对话框中连续单击Element Solution > Miscellaneous Items >Summable data (SMISC, 1),弹出 Miscellaneous Sequence Number 对话框，在Sequence number SMIS后面输入1,单击OK按钮•返回到如图7-2右所示的Add Time-History Variables 对话框，在 Variable Name 文本框中输入 F1,单击 0K 按钮。

图7-2

弹出Element for Data拾取菜单，在文本框中输入1 (或者用鼠标在屏幕上拾取单元），单击0K按钮，弹出Node for Data拾取菜单，在输入框中输入1 (或者用鼠标在屏幕上拾取编号为1的节点），单击0K按钮，返回Time History Variables对话框，不过此时Variable List下增加了两个变量：UX和F1。

（4）设置坐标 1: Utility Menu > PlotCtrls > Style > Graphs > Modify Grid,弹出 Grid Modifications for Graph Plots 对话框，在[/GRID] Type of grid 后面的下拉列表中选择X and Y lines，单击OK按钮。

设置坐标 2: Utility Menu > PlotCtrls > Style > Graphs > Modify Axes,弹出 Axes Modifications for Graph Plots 对话框,在[/AXLAB] Y-axis label 文本框中输入DISP，单击OK按钮。

设置坐标3: Utility Menu > PlotCtrls > Style > Graphs > Modify Curve,弹出 Curve Modifications for Graph Plots 对话框，在[/GTHK]Thickness of curves后面的下拉列表中选择Double,单击OK按钮。

（5）绘制 UX 变量图：Main Menu > TimeHist PostPro > Graph Variables,弹出 GraphTime-History Variables对话框。如图7-3左所示。在NVAR1后面输入2，单击0K按钮，屏幕显示如图7-3右所示。

图7-3

（6）重新设置坐标轴标号：Utility Menu > PlotCtrls > Style > Graphs > ModifyAxes，在[/AXLAB] Y-axis label后面输入FORCE,单击OK按钮。

（7）绘制 F1 变量图：Main Menu > TimeHist PostPro > Graph Variables,弹出 GraphTime-History Variables对话框。在NVAR1后面输入3,单击0K按钮，屏幕显示如图7-4所示。

图7-4

（8）列表显示变量：Main Menu > TimeHist FostPro > List Variables,弹出 ListTime-History Variables对话框，如图7-5左所示，在NVAR1后面输入2,在NVAR2后面输入3，单击0K按钮，屏幕显示如图7-5右所示。

图7-5

（9）退出ANSYS:在AMAYS Toolbar中单击Quit,选择要保存的项后单击OK按钮。