瞬态动力学仿真分析中的多载荷步设置

现代瞬态动力学仿真分析中，为了模拟真实的物理工况，常需要设置基于时间变换的边界条件。这对分析计算软件提出了比较高的要求，不仅求解器需要支持多载荷步，同时前端用户界面也要提供方便快捷的输入方式。WELSIM早在2019年就支持了多载荷步分析的输入方式，详情参见《多载荷步下的准静态（Quasi-Static）结构分析》一文。最近，随着对显式动力学分析软件OpenRadioss的支持，多载荷步的设置也得到了越来越多的关注。本文通过实例，详细说明如何在WELSIM中设置多载荷步，并得到相关的分析结果。

在众多的多载荷分析案例中，钣金成型分别有压铸和分离的步骤，是典型且常见的多载荷步工况。模型如下图所示，当模具下压时，钣金受力被弯折，产生塑性变形。然后模具回弹，与工件分离。本实例中，模具和固具为刚体，钣金件为弹塑性体。全部使用壳单元。

多载荷步与时间设置

网格划分完毕，接触对定义完毕后，需要对分析进行多载荷步设置。根据需求增加载荷步数，设置每个载荷的时间，以及迭代的子步数。这里我们将模型总共设为5步。每一步的时间都有设定。总共的迭代子步数为1000步，也就是会生成1000个结果文件。

时间设置完成后，用户可以双击模型设置（Study Settings）节点，显示多载荷步一览表，如下图所示。这里每步的时间分别为0.3，0.5，0.9，1，1.2秒。用户可以检查时间是否设置合理。检查完毕后，可以点击标签上的红色删除按钮关闭视图。

添加约束与载荷等边界条件

在本模型中，随载荷步（时间）变化的边界条件有力和速度。用户需要首先将这些边界条件的属性设置为表格，再赋值表格数据。如下图所示，左下角更改属性值为表格输入。右侧的表格为每个载荷步下的速度值，用户可以输入具体数值。底部的曲线窗口直观地显示速度随时间的变化。

这里每步的时间是统一且固定的，无法在当前边界条件中更改。如需更改时间，可以在Study Settings的属性中修改。

至此，WELSIM下多载荷步分析的设置就完成了。

如将模型生成显式动力学软件OpenRadioss的求解器文件，可以看到多载荷步的设置准确地体现在了输入文件中。如图所示：

可见，在WELSIM定义多载荷步及其边界条件，并生成OpenRadioss的求解器文件，是非常方便的。

WELSIM在2019年就支持了多载荷步的定义。在2023R3的开发版中增加了对OpenRadioss求解器文件中多载荷步的支持。将会在以后的版本中不断增强与维护多载荷步的相关功能。

WelSim与作者不隶属于OpenRadioss。和OpenRadioss开发团队与机构没有直接关系。这里引用OpenRadioss仅用作技术博客文章与软件使用的参考。