第14章瞬態結構動力分析實例工程結構分析軟件第14章瞬態結構動力分析實例瞬態動力學分析(亦稱時間－歷程分析)是用于確定承受任意的隨時間變化載荷的結構的動力學響應的一種方法。可以用瞬態結構動力學分析確定結構在靜載荷，瞬態載荷，和簡諧載荷的隨意組合作用下隨時間變化的位移，應變，應力以及力。瞬態結構動力分析中，載荷和時間的相關性使得慣性力和阻尼作用比較重要。如果慣性力和阻尼作用對于分析的問題不是很重要，就可以用靜力學分析代替瞬態結構動力分析。§14.1問題描述§14.2建立模型§14.3定義邊界條件、加載并求解§14.4觀察分析結果§14.5命令流輸入第14章瞬態結構動力分析實例§14.1問題描述本實例要用縮減法進行瞬態結構動力學分析以確定對有限上升時間的恒定力的動力學響應。問題的實際結構是一根鋼梁支撐著集中質量并承受一個動態載荷。鋼梁長為L，支撐著一個集中質量M。這根梁承受著一個上升時間為tτ，最大值為F1的動態載荷F(t)。梁的質量可以忽略，確定產生最大位移響應時的時間tmax及響應ymax。同時要確定梁中的最大彎曲應力σbend。求解過程中用不到梁的特性，其截面積可以算1個單位值。取加載結束時間為0.1秒，以使質量體達到最大彎曲。在質量體的側向設定一個主自由度。第一個載荷步用于靜力學求解。根據本實例的結構關系和載荷分布可以在此模型中使用對稱性。在進行后處理時，選定在最大響應時間(0.092秒)處做擴展計算。§14.1問題描述已知數據如下：材料特性：楊氏模量EX＝2E5Mpa，質量M＝0.0215t，質量阻尼ALPHAD＝8,幾何尺寸：L＝450mm,I＝800.6mm4,h＝18mm載荷為：F1＝20N,tr＝0.075sec§14.2建立模型在ANSYS中，首先我們通過完成如下工作來建立本實例的有限元模型，需要完成的工作有：指定分析標題，定義材料性能，定義單元類型，定義單元實常數，建立有限元模型等。由于本實例有限元模型比較簡單，無需先建立幾何模型再對其進行有限元網格劃分。指定分析標題并設置分析范疇定義單元類型定義單元實常數定義材料性能定義節點生成梁單元和質量單元§14.2建立模型指定分析標題并設置分析范疇本實例是鋼梁支撐集中質量的模型進行瞬態結構動力學分析來確定對有限上升時間的恒定力的動力學響應，仍然屬于結構分析范疇。為了在后面進行菜單方式操作時的方便，需要在開始分析時就指定本實例分析范疇為“Structural”。為了數據的存檔和以后分析的方便必須養成給分析的問題加標題的習慣。本實例的標題可以命名為：“TransientResponseToaConstantForceWithaFiniteRiseTime”，具體的操作過程如下：1．選取菜單路徑UtilityMenu|File|ChangeJobname，將彈出ChangeJobname(修改文件名)對話框。2．在Enternewjobname(輸入新文件名)文本框中輸入文字“CH14”，為本分析實例的數據庫文件名。單擊對話框中的OK按鈕，完成文件名的修改。3．選取菜單路徑UtilityMenu|File|ChangeTitle，將彈出ChangeTitle(修改標題)對話框。§14.2建立模型指定分析標題并設置分析范疇4．在Enternewtitle(輸入新標題)文本框中輸入文字“TransientResponseToaConstantForceWithaFiniteRiseTime”，為本分析實例的標題名。單擊對話框中的OK按鈕，完成對標題名的指定。5．選取菜單路徑UtilityMenu|Plot|Replot，指定的標題“TransientResponseToaConstantForceWithaFiniteRiseTime”將顯示在圖形窗口的左下角，這樣可以非常方便地說明分析問題的內容和性質。6．選取菜單路徑MainMenu|Preference，將彈出PreferenceofGUIFiltering(菜單過濾參數選擇)對話框，單擊對話框中的Structural(結構)選項使之為ON，以將菜單設置為與結構分析相關的選項。單擊OK按鈕，完成分析范疇的指定。§14.2建立模型定義單元類型對于本實例分析的問題，我們可以利用二維梁單元和集中質量單元來模擬其結構形式和問題的性質。這里將使用ANSYS提供的兩種單元類型：二維彈性梁單元BEAM3，結構質量單元MASS21。具體的定義過程如下：1．選取菜單路徑MainMenu|Preprocessor|ElementType|Add/Edit/Delete，將彈出ElementTypes(單元類型定義)對話框。單擊對話框中的Add按鈕，將彈出LibraryofElementTypes(單元類型庫)對話框。2．在LibraryofElementTypes對話框左邊的滾動框中單擊“StructuralBeam”使其高亮度顯示，選擇結構梁單元類型。在右邊的滾動框中單擊“2Delastic3”使其高亮度顯示，選擇2維彈性梁單元。3．在對話框中單擊Apply按鈕，完成對二維彈性梁單元的定義。在單元類型定義對話框中，將會出現剛定義的單元類型。§14.2建立模型定義單元類型4．接著繼續在LibraryofElementTypes(單元類型庫)對話框的左邊滾動框中單擊“StructuralMass”，在右邊的滾動框中單擊“3Dmass21”使其高亮度顯示，選定三維質量單元類型。單擊對話框中的OK按鈕，完成單元定義并關閉LibraryofElementTypes(單元類型庫)對話框。5．在單元類型定義對話框的單元列表框種將顯示出剛定義的兩種單元類型：BEAM3和MASS21。單擊ElementTypes(單元類型定義)對話框中的Close按鈕，關閉對話框，完成單元類型的定義。§14.2建立模型定義單元實常數因為在本實例種使用的單元是二維彈性梁單元和結構質量單元，它們都需要定義相應的單元實常數才能完成對單元特性的描述，具體的操作如下：1．選取菜單途徑MainMenu|Preprocessor|RealConstants，將彈出RealConstants(單元實常數定義)對話框。2．單擊對話框中的Add按鈕，將彈出ElementTypeforRealConstants(定義實常數的單元類型)對話框。3．在選擇單元類型列表框中，單擊“Type1BEAM3”使其高亮度顯示，選擇第一類單元BEAM3。然后單擊該對話框中的OK按鈕，將彈出RealConstantsforBEAM3(為BEAM3單元定義實常數)對話框。4．在對話框中的Cross-sectionarea(截面積)文本框中輸入“1”，定義梁的截面為1個單位值，這是因為在本實例的分析過程中梁的截面特性用不到。在Areamomentofinertia(截面慣性矩)文本框種輸入“800.6”，在Totalbeamheight(梁的高度)文本框輸入“18”，指定梁的截面慣性矩等于800.6mm4，梁的高度為18mm，如圖所示。§14.2建立模型定義單元實常數5．對話框中的其余參數保持缺省值。單擊OK按鈕，關閉RealConstantsforBEAM3(單元BEAM3的實常數定義)對話框。完成對單元BEAM3實常數的定義。在實常數定義對話框中將會出現定義的實常數。6．重復步驟2的過程，在彈出的選擇ElementTypeforRealConstants(定義實常數的單元類型)對話框的列表框中單擊“Type2MASS21”，使其高亮度顯示。然后單擊OK按鈕，將彈出RealConstantSetNumber2,forMASS21(為MASS21單元定義實常數的)對話框，如圖所示。7．在對話框中的質量(2-Dmass)文本框中輸入“0.0215”，定義集中結構質量為0.0215t。保持缺省的realConstantSetNo.(實常數序號)為2，單擊OK按鈕，關閉RealConstantsSetNumber2，forMASS21(為MASS21單元定義實常數)對話框。8．在RealConstants(實常數定義)對話框的列表框中將會出現定義實常數：Set1和Set2，單擊Close按鈕，關閉對話框。§14.2建立模型定義材料性能本實例中一共用了一種材料，其性能參數在前面已經給出。由于進行的是鋼梁支撐集中質量單元的瞬態結構動力分析，分析中梁單元的質量忽略，因此只需定義材料的彈性模量EX，而密度DENS就不必定義了。具體的操作如下：1．選取菜單路徑MainMenu|Preprocessor|MaterialProps|MaterialModels，將彈出DefineMaterialModelBehavior(材料模型定義)對話框。2．依次雙擊Structural，Linear，Elastic和Isotropic，將彈出1號材料的彈性模量EX和泊松比PRXY的定義對話框，如圖所示。3．在EX文本框中輸入2E5，定義材料的彈性模量為2E5Mpa，泊松比為缺省。單擊OK按鈕，關閉對話框。在DefineMaterialModelBehavior(材料模型定義)對話框的左邊列表框中將會列出定義的材料屬性。4．在DefineMaterialModelBehavior(材料模型定義)對話框中，選取路徑Material|Exit，完成對材料模型的定義。至此，完成了對建立吉他弦有限元模型需要的單元類型和實常數的定義。下面來進行創建節點工作。§14.2建立模型定義節點1．選取菜單路徑MainMenu|Preprocessor|Modeling|Create|Nodes|InActiveCS，將彈出CreateNodesinActiveCoordinateSystem(在激活坐標系中創建節點)對話框。2．在彈出的對話框中，Nodenumber(節點編號)文本框中輸入1，在節點坐標文本框中輸入X,Y,Z坐標分別為0，0，0，如圖所示。3．單擊Apply按鈕，在激活坐標系的原點創建第一個節點。由于單擊的是Apply按鈕，該對話框將繼續顯示，然后在對話框中，Nodenumber(節點編號)文本框中輸入3，在節點坐標文本框中輸入X,Y,Z坐標分別為450，0，0。4．單擊對話框中的按鈕，創建3號節點并關閉對話框。ANSYS圖形輸出窗口中將會顯示出剛創建的節點1、3，如圖所示。§14.2建立模型定義節點5．創建中間節點。選取菜單路徑MainMenu|Preprocessor|Modeling|Create|Node|FillbetweenNds，將彈出拾取對話框。在ANSYS的圖形輸出窗口中，在節點1和3上都單擊一次，拾取節點1和3，在每個節點周圍將出現一個小方框。6．單擊拾取對話框中的OK按鈕，將彈出CreateNodesBetween2Nodes(在節點之間創建節點)對話框，如圖所示。7．對話框中程序根據前面的操作進行了缺省設置，可以看出缺省值就是我們需要定義的值，因此接受缺省的值，單擊對話框中的OK按鈕關閉對話框，完成中間節點的創建。節點1～3將出現在圖形窗口中。§14.2建立模型生成梁單元和質量單元本實例中用到的單元類型有梁單元和質量單元兩種，在ANSYS6.1中這兩種單元類型都可以利用節點直接創建。上面已創建了需要的3個節點，下面將利用它們來創建本實例的梁單元和質量單元。具體的操作過程如下：1．選取菜單路徑MainMenu|Preprocessor|Modeling|Create|Elements|ElemAttributes。將會彈出單元屬性對話框。2．在對話框中，單擊Elementtypenumber(單元類型序號)下拉框中的“1BEAM3”，在實常數序號下拉框中Realconstantsetnumber(指定實常數序號)為“1”，指定要創建單元的類型為梁單元，并設定其對應的實常數。單擊對話框中的OK按鈕關閉對話框，完成對單元屬性的設置，如圖所示。3．選取菜單路徑MainMenu|Preprocessor|Modeling|Create|Elements|AutoNumbered|ThruNodes，將會彈出節點拾取對話框。4．創建1號梁單元。在ANSYS圖形輸出窗口中，單擊節點1和2各一次，選中后在節點上會出現一個小方框。然后在拾取對話框中單擊Apply按鈕。在圖形窗口中選中的節點間將出現一條線，為梁單元1。§14.2建立模型生成梁單元和質量單元5．創建2號梁單元。接著在節點2和節點3上各單擊一次，然后在拾取對話框中單擊OK按鈕。在圖形窗口中選中的節點間將出現一條線，為梁單元2。6．進行質量單元屬性設置。重復第1步的操作，在彈出的ElementAttributes(單元屬性)對話框中指定Elementtypenumber(單元類型序號)為“2MASS21”,對應的Realconstantsetnumber(實常數的序號)為“2”，單擊對話框中的OK按鈕，完成對將要創建的單元屬性的設置。7．選取菜單路徑MainMenu|Preprocessor|Modeling|Create|Elements|AutoNumbered|ThruNodes，將會彈出節點拾取對話框。在圖形輸出窗口中單擊節點“2”，然后單擊節點拾取對話框中的OK按鈕。程序將會在節點2上創建一個集中質量單元。8．選取菜單路徑UtilityMenu|PlotCtrls|Numbering，將彈出PlotNumberingControls(序號顯示控制)對話框。在對話框中打開節點序號(Nodenumbers:On)，在Elem/attribnumbering(單元序號)下拉框中單擊“Elementnumbers”，單擊OK按鈕關閉對話框。使圖形窗口中的節點序號和單元序號都顯示，建立好的有限元模型如圖所示。§14.3定義邊界條件、加載并求解本實例目的是用縮減法對簡支梁－集中質量系統進行有限上升時間的恒定載荷作用下的瞬態結構動力分析。需要指定瞬態縮減法的載荷步選項，且按照縮減法的要求必須定義主自由度。根據本實例的載荷情況需要定義三個載荷步，才能對其加載過程進行模擬。對于這種問題通常ANSYS有兩種方法求解，一是加載一個載荷步求解一次，另外一種是每加載一個載荷步，將其寫成載荷步文件，等全部載荷步都加載完并寫成載荷步文件后，一次性進行求解。本實例將采用的二種方法。指定分析類型及分析選項定義主自由度定義載荷步選項并求解§14.3定義邊界條件、加載并求解指定分析類型及分析選項本實例的分析類型是縮減法瞬態結構動力分析，且要考慮阻尼作用的影響，故在進行分析時阻尼作用不能被忽略。下面講解具體操作。1．選取菜單路徑MainMenu|AnalysisType|Solution|NewAnalysis，將會彈出NewAnalysis(新分析)對話框。2．在彈出的NewAnalysis對話框中，選擇Transient選項，然后單擊OK按鈕關閉對話框。指定將進行瞬態結構動力分析。ANSYS將彈出瞬態結構動力分析對話框，如圖所示。3．在對話框中，單擊單選按鈕“Reduced”，指定Solutionmethod(分析方法)為Reduced(縮減法)。單擊OK按鈕關閉對話框。4．選取菜單路徑MainMenu|Solution|AnalysisType|AnalysisOptions，將彈出ReducedTransientAnalysis(縮減法瞬態分析)選項對話框，如圖所示。5．在對話框中的Dampingeffects(阻尼效果)下拉框中單擊“Include”選項，使瞬態動力分析中包含阻尼效應，其余選項保持缺省(即不包括預應力效應)，單擊OK按鈕關閉對話框。§14.3定義邊界條件、加載并求解定義主自由度在進行縮減法瞬態結構動力分析時需要定義主自由度。所謂主自由度就是描述結構動力行為所必須的自由度。在縮減法瞬態動力分析中施加力載荷和非零位移邊界條件的位置也需要定義主自由度。下面來定義本實例需要的主自由度。1．選取菜單途徑MainMenu|Solution|MasterDOFs|UserSelected|Define。將彈出DefineMasterDOFs(定義主自由度)對話框，如圖所示。2．在對話框中的1stdegreeoffreedom(第一個自由度)下拉框中，單擊“UY”將其選中。然后單擊OK按鈕關閉對話框。完成對主自由度的定義。§14.3定義邊界條件、加載并求解定義載荷步選項并求解本實例進行的是縮減法瞬態結構動力分析，根據描述的載荷情況知道共有三個載荷步。本實例中是采取先逐個定義載荷步，并將其載荷情況寫成載荷文件，然后一次性求解多個載荷步的方法來求解的。下面將講解每個載荷步的定義和輸出過程，最后對其進行求解。設置載荷步選項施加第一個載荷步并將其輸出施加第二個載荷步并輸出施加第三個載荷步并輸出進行求解§14.3定義邊界條件、加載并求解定義載荷步選項并求解_設置載荷步選項在定義載荷步之前，首先對通用的載荷步選項進行設置。在本實例中需要定義的通用載荷步選項有時間步大小和阻尼。下面講解具體的操作。1．選取菜單路徑MainMenu|Solution|LoadStepOpts|Time/Frequenc|Time-TimeStep，將彈出TimeandTimeStepOptions(時間和時間步選項)對話框，如圖所示。2．在對話框中的Timestepsize(時間步大小)文本框中輸入“0.004”，指定求解的積分時間步長為0.004秒。單擊OK按鈕關閉對話框。3．選取菜單路徑MainMenu|Solution|LoadStepOpts|Time/Frequenc|Damping，將彈出DampingSpecifications(阻尼定義)對話框。4．在阻尼定義對話框中的Massmatrixmultiplier(質量矩陣系數)文本框中輸入“8”，指定本實例結構的質量阻尼系數為8，如圖所示。§14.3定義邊界條件、加載并求解定義載荷步選項并求解_施加第一個載荷步并將其輸出在瞬態結構動力分析中，第一個載荷步主要是定義結構模型的初始條件。本實例中梁的支撐形式是簡支的，所以需要定義梁的兩個端點的位移約束，并指定集中質量的初始作用力為0。然后將載荷步輸出成第一個載荷步文件，以便后面求解之用。下面講解具體的操作過程。1．選取菜單路徑MainMenu|Solution|DefineLoads|Apply|Structural|Displacement|OnNodes，將會彈出ApplyU,ROTonNodes拾取對話框。2．在ANSYS圖形輸出窗口中單擊節點1，并在拾取對話框中單擊Apply按鈕。將彈出ApplyU,ROTonNodes(在節點上施加位移約束)對話框。3．在對話框中的DOFStobeconstrained(被約束的自由度)列表框中的“UY”上單擊一次使其高亮度顯示。其他選項保持缺省(缺省情況下位移約束值為0)，單擊對話框中的Apply按鈕，關閉ApplyU,ROTonNodes(在節點上施加位移約束)對話框，完成對節點一的約束。拾取對話框將再次彈出。4．在圖形輸出窗口中單擊節點3，然后在拾取對話框中單擊OK按鈕，關閉對話框。將再次彈出ApplyU,ROTonNodes(在節點上施加位移約束)對話框。§14.3定義邊界條件、加載并求解定義載荷步選項并求解_施加第一個載荷步并將其輸出5．在對話框中的DOFStobeconstrained(被約束的自由度)列表框中，單擊X向位移“UX”一次使其高亮度顯示，同時“UY”應當保持為選中狀態。其他選項保持缺省(缺省情況下位移約束值為0)。單擊OK按鈕，關閉對話框。完成對梁的位移自由度約束的定義。6．施加力載荷。選取菜單路徑MainMenu|Solution|DefineLoads|Apply|Structural|Force/Moment|OnNodes，將會彈出ApplyF/MonNodes拾取對話框。7．在圖形輸出窗口中，單擊節點2。然后，單擊拾取對話框中的OK按鈕，將彈出ApplyF/MonNodes(在節點上施加力/力矩載荷)對話框，如圖所示。8．在對話框中的directionofforce/moment(力/力矩的方向)滾動框中的“FY”上單擊一次，選定它。保持其余設置為缺省值，即初始力載荷為0。單擊對話框中的OK按鈕，關閉對話框，完成對集中質量所受的初始載荷的定義。在圖形窗口中將會顯示定義的位移和力初始條件情況，如圖所示。§14.3定義邊界條件、加載并求解定義載荷步選項并求解_施加第一個載荷步并將其輸出9．選取菜單路徑MainMenu|Solution|LoadStepOpts|OutputCtrls|DB/ResultsFile，將彈出ControlsforDatabaseandResultsFileWriting(數據庫和結果文件寫入控制)對話框，如圖所示。10．單擊對話框中的單選按鈕“Everysubstep”，指定將所有子步的結果都寫入結果文件和數據庫文件，其他設置保持缺省值。單擊對話框中的OK按鈕，關閉對話框，完成輸出控制設置。11．載荷步輸出。選取菜單路徑MainMenu|Solution|LoadStepOpts|WriteLSFile，將彈出WriteLoadStepFile(載荷步輸出)對話框，如圖所示。12．在對話框中的Loadstepfilenumbern(載荷步文件序號)文本框中輸入“1”，指定為第一個載荷步。單擊對話框中的OK按鈕關閉對話框。ANSYS程序將在缺省的文件路徑下生成載荷步文件CH14.s01。其中包括了第一載荷步中定義的所有位移和力邊界條件，以及所有求解和結果輸出選項設置，在后面進行求解時程序將根據輸出的載荷步文件中的設置進行求解。§14.3定義邊界條件、加載并求解定義載荷步選項并求解_施加第二個載荷步并輸出本實例中的第二個載荷步按照問題的描述應該是作用于集中質量上的力載荷從零到最大值的增加過程，在定義時按照要求的時間將載荷加上就行。然后將載荷步輸出成第二個載荷步文件，以便后面求解之用。下面講解具體的操作過程。1．選取菜單路徑MainMenu|Solution|LoadStepOpts|Time/Frequenc|Time-TimeStep，將彈出TimeandTimeStepOptions(時間和時間步選項)對話框，如圖所示。2．在對話框中的Timeatendofloadstep(載荷步結束時間)文本框中輸入“0.075”，指定第二載荷步的結束時間為0.075秒，即集中質量所受的力在0.075秒達到最大。其余設置保持缺省值不變。單擊對話框中的OK按鈕關閉對話框，完成時間步的設置。3．選取菜單路徑MainMenu|Solution|DefineLoads|Apply|Structural|Force/Moment|OnNodes，將會彈出ApplyF/MonNodes拾取對話框。4．在圖形輸出窗口中，單擊節點2。然后單擊拾取對話框中的OK按鈕，將彈出ApplyF/MonNodes(在節點上施加力/力矩載荷)對話框，如圖所示。§14.3定義邊界條件、加載并求解定義載荷步選項并求解_施加第二個載荷步并輸出5．在對話框中的Force/momentvalue(力/力矩值)文本框中輸入“20”，指定施加的作用力的大小為20N。保持其余值為缺省(即：directionofforce/moment(力/力矩的方向)滾動框中為“FY”)。單擊對話框中的OK按鈕，關閉對話框，完成對集中質量所受的初始載荷的定義。6．載荷步輸出。選取菜單路徑MainMenu|Solution|LoadStepOpts|WriteLSFile，將彈出載荷步輸出對話框。在對話框中的Loadstepfilenumbern(載荷步文件序號)文本框中輸入“2”，指定為第二個載荷步。單擊對話框中的OK按鈕關閉對話框。ANSYS程序將在缺省的文件路徑下生成載荷步文件CH14.s02。§14.3定義邊界條件、加載并求解定義載荷步選項并求解_施加第三個載荷步并輸出本實例中的第三個載荷步按照問題的描述應該是作用于集中質量上的力載荷在最大值保持的情況。由于所加的載荷值和第二載荷步相同，所以只需重新定義載荷步時間就可以了，不必再重新施加載荷值(ANSYS會自動保持上次施加的結果)。在定義時按照要求的時間將載荷加上就行。然后將載荷步輸出成第三個載荷步文件，以便后面求解之用。下面講解具體的操作過程。1．選取菜單路徑MainMenu|Solution|LoadStepOpts|Time/Frequenc|Time-TimeStep，將彈出TimeandTimeStepOptions(時間和時間步選項)對話框。2．在對話框中的Timeatendofloadstep(載荷步結束時間)文本框中輸入“1”，指定第三載荷步的結束時間為1秒，即集中質量所受的力保持在最大值20N。單擊對話框中的OK按鈕關閉對話框，完成時間步的設置。3．載荷步輸出。選取菜單路徑MainMenu|Solution|LoadStepOpts|WriteLSFile，將彈出載荷步輸出對話框。在對話框中的Loadstepfilenumbern(載荷步文件序號)文本框中輸入“3”，指定為第三個載荷步。單擊對話框中的OK按鈕關閉對話框。ANSYS程序將在缺省的文件路徑下生成載荷步文件CH14.s03。§14.3定義邊界條件、加載并求解定義載荷步選項并求解_進行求解上面已經完成了本實例需要的邊界條件和載荷的定義，以及分析選項、載荷步和結果輸出選項的設置，并將定義的三個載荷步分別寫出成載荷步文件。這里就可以一次性對定義的三個載荷步進行求解，完成梁－集中質量結構在有限上升的恒定載荷作用下的瞬態動力分析。具體操作過程如下。1．選擇菜單路徑MainMenu|Solution|FromLSFiles，將彈出SolveLoadStepFiles(求解載荷步文件)對話框，如圖所示。2．在對話框中的StartingLSfilenumber(開始載荷步文件序號)文本框中輸入“1”，在EndingLSfilenumber(結束載荷步文件序號)文本框中輸入“3”，指定求解的是載荷步文件1～3。單擊對話框中的OK按鈕關閉對話框，ANSYS將對指定的載荷步文件進行求解。3．根據求解問題所劃分單元和節點的多少，ANSYS將會花一定的時間對問題進行求解。在求解中間會出現警告信息，不用理會，并不影響求解的進行。當求解完時，ANSYS將彈出Solutionisdone!(求解完成提示)對話框，單擊Close按鈕，完成梁－集中質量系統的瞬態動力分析。4．選取菜單MainMenu|Finish，完成模態分析求解過程，關閉Solution菜單。5．單擊ANSYS工具條上的SAVE_DB按鈕，對已完成的操作進行存盤。§14.4觀察分析結果上面完成了縮減法瞬態結構動力分析，下面將進行結果的觀察分析。對于縮減法瞬態結構動力分析的結果在沒有進行擴展之前，只能用時間－歷程后處理器(POST26)對沒有擴展的結果進行觀察。如果對某個時間點上的所有自由度處的完整的位移、應力和力感興趣的話，必須對這個時刻的結果進行擴展處理。擴展處理之后就可以利用通用后處理器(POST1)對某一時刻整個模型上所有節點的結果進行觀察。利用POST26觀察縮減法結果擴展處理利用POST1觀察結果§14.4觀察分析結果利用POST26觀察縮減法結果首先，通過時間－歷程后處理器(POST26)對縮減法瞬態結構分析結果進行觀察分析，查看集中質量所在的節點2位移隨時間變化的規律，并確定其響應達最大值時對應的時間，以便在后面對該時間點的結果進行擴展。1．選取菜單路徑MainMenu|TimeHistPostpro，將彈出TimeHistoryVariable對話框。2．單擊對話框中的按鈕，關閉對話框。這樣時間－歷程后處理器中的變量瀏覽器也將不再打開，如果讀者需要的話可通過路徑MainMenu|TimeHistPostpro|VariableViewer將其打開。3．選擇菜單路徑MainMenu|TimeHistPostpro|Settings|File，將彈出FileSetting(文件設置)對話框，如圖所示。4．在對話框中單擊Broese按鈕，將彈出指定結果文件的對話框，在對話框中的文件列表中選擇文件CH14.rdsp，單擊打開按鈕關閉對話框。在FileSetting(文件設置)對話框中的Filecontainingdata(包含數據的文件)文本框中將出現“CH14.rdsp”。然后單擊對話框中的OK按鈕關閉對話框。§14.4觀察分析結果利用POST26觀察縮減法結果5．選擇菜單路徑MainMenu|TimeHistPostpro|DefineVariables，將彈出DefinedTime-HistoryVariables(定義時間－歷程變量)對話框，如圖所示。6．單擊對話框中的Add按鈕，將彈出AddTime-HistoryVariables(添加時間歷程變量)對話框，如圖所示。7．單擊對話框中的NodalDOFresults(節點位移結果)單選按鈕，指定變量類型為節點位移結果，然后單擊OK按鈕關閉對話框。ANSYS6.1將彈出DefineNodalData(定義節點數據)拾取對話框，在圖形輸出窗口中單擊節點2，然后單擊拾取對話框中的OK按鈕。將彈出DefineNodalData(定義節點數據)對話框，如圖所示。8．在對話框中的User-specifiedlabel(用戶指定標簽)文本框中輸入“NOSL”,單擊CompDataitem(數據項目選項)右邊列表框中的“TranslationUY”，指定為沿Y方向的位移為變量。單擊OK按鈕關閉對話框，在定義時間歷程變量對話框中將會出現定義的變量。單擊Close按鈕關閉該對話框，完成變量的定義。§14.4觀察分析結果利用POST26觀察縮減法結果9．選擇菜單路徑MainMenu|TimeHistPostpro|GraphVariables。將彈出GraphTime-HistoryVariables(繪制時間－歷程變量曲線)對話框，如圖所示。10．在對話框中1stvariabletograph(要繪制曲線的第一個變量)文本框中輸入“2”，指定剛定義的節點2的Y方向的位移為繪圖對象，單擊OK按鈕關閉對話框。在ANSYS圖形輸出窗口中將會繪制出相應的位移－時間曲線，如圖所示。從顯示的曲線可以看出節點2在0.092秒時達到最大響應值。然后，由于所施加的載荷保持恒定，節點2將在某一平衡位置附近振動。但由于有阻尼的作用振動幅值將越來越小，最后將穩定在這個平衡位置上。后面將對0.092秒時刻的結果進行擴展處理，來觀察最大響應時刻的所有節點對應的響應情況。§14.4觀察分析結果利用POST26觀察縮減法結果11．選取菜單路徑MainMenu|TimeHistPostpro|ListVariables，將會彈出ListTime-HistoryVariables(對時間歷程變量列表)對話框，如圖所示。12．在對話框中的1stvariabletolist(要列表的第一個變量)文本框中輸入“2”，指定變量2為列表對象，單擊對話框中的OK按鈕關閉對話框。將會彈出變量2的PRVARCommand(信息列表)窗口，如圖所示。13．檢查狀態窗口中的信息，然后選擇窗口中的菜單路徑UtilityMenu|File|Close，關閉狀態窗口。§14.4觀察分析結果擴展處理對于縮減法瞬態結構分析的結果，如果想要觀察某時刻所有節點的響應情況，必須對該時刻的結果進行擴展處理。下面將進行擴展處理的具體操作。1．選取菜單路徑MainMenu|Solution|AnalysisType|ExpansionPass，將會彈出ExpansionPass(擴展處理)對話框，如圖所示。2．單擊對話框中的Expansionpass(擴展處理)單選框，使其變為“On”，指定進行擴展處理。然后單擊OK按鈕關閉對話框。3．選取菜單路徑MainMenu|Solution|LoadStepOpts|ExpansionPass|SingleExpand|ByTime/FreqStep，將彈出ExpandSingleSolutionbyTime/Frequency(根據時間擴展單個解)對話框，如圖所示。4．在對話框中的Time-point/Frequency(時間點)文本框中輸入“0.092”，因為從前面的結果知道在0.092秒時系統的響應達最大。因此將對該時刻的結果進行擴展處理，來觀察該時刻時所有節點的響應情況。其余設置保持缺省，即求解單元結果。單擊OK按鈕關閉對話框。§14.4觀察分析結果擴展處理5．選取菜單路徑MainMenu|Solution|Solve|CurrentLS，將彈出/STATUSCommand(求解命令狀態)輸出窗口和SolveCurrentLoadStep(求解當前載荷步)對話框(圖略)。6．仔細檢查求解命令狀態輸出窗口中列出的命令情況，看指定的分析類型、載荷步選項，結果輸出選項等是否跟要求的一致。如果符合分析要求，進行下一步操作。如果有不符合要求的地方，則放棄本次分析，回到相應菜單對其進行修改。選取菜單路徑UtilityMenu|File|Close關閉窗口。7．單擊SolveCurrentLoadStep(求解當前載荷步)對話框中的OK按鈕，進行擴展處理求解。8．根據求解問題所劃分單元和節點的多少，ANSYS將會花一定的時間對問題進行求解。當求解完時，ANSYS將彈出求解完成提示“Solutionisdone”對話框，單擊Close按鈕，結束分析。§14.4觀察分析結果利用POST1觀察結果在完成了對0.092秒時的結果擴展處理之后，就可以利用通用后處理器(POST1)觀察求解整個系統中所有節點在該時刻的響應情況了。對于梁單元中的應力必須通過定義變量表來觀察和列表結果，所以必須定義數據表。下面進行通用后處理操作的詳細講解。1．選取菜單路徑MainMenu|GeneralPostproc|ReadResults|FirstSet，選定求解的第一個子步結果。然后選取菜單路徑MainMenu|GeneralPostproc|PlotResults|DeformedShope，將彈出PlotDeformedShape(繪制變形圖)對話框。2．單擊對話框中的繪圖項目中的Def+undeformed(變形和未變形)單選按鈕，然后單擊OK按鈕關閉對話框，ANSYS將在圖形輸出窗口中繪制出，結構系統在0.092秒時的總的變形圖，如圖所示。從圖中可以看出系統的最大響應點在集中質量點處，其最大值為DMX＝0.297107mm。§14.4觀察分析結果利用POST1觀察結果3．查看定義BEAM3的單元表所用的項目名稱以及對應的序列號。對于每一種單元類型ANSYS都提供了表示其特征的項目以及相對應的序列號，所以在定義單元表之前需要查看需要定義的單元類型中要定義表的項目的名稱以及其對應的序號。通過路徑UtilityMenu|HelpTopic打開ANSYS提供的幫助窗口，如圖所示。4．在幫助窗口中的目錄選項卡下選擇菜單路徑ANSYSDocumentation|ANSYSElementReference|ElementLibrary|BEAM3，在窗口的右邊將顯示出梁單元BEAM3的屬性。通過滾動條移動窗口中的內容到如圖所示的地方，可以看出最大彎曲應力對應的項目名為“NMISC”，相應的序號為1、3。將幫助窗口最小化，重新進入ANSYS主窗口。5．選擇菜單路徑MainMenu|GeneralPostproc|ElementTable|DefineTable，將彈出ElementTableData(定義單元表)對話框，如圖所示。§14.4觀察分析結果利用POST1觀察結果6．單擊對話框中的Add按鈕添加定義的數據，將彈出DefineAdditionalElementTableItems(定義附加單元表)對話框，如圖所示。7．根據前面查得的單元BEAM3的屬性來進行單元表的定義。在用戶指定標簽(Userlabelfor