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ANSYS非线形分析指南 基本过程 第一章 结构静力分析 1 1 结构分析概述 结构分析的定义 结构分析是有限元分析方法最常用的一个应用领域 结构这个术语 是一个广义的概念 它包括土木工程结构 如桥梁和建筑物 汽车结构 如车身骨架 海洋 结构 如船舶结构 航空结构 如飞机机身等 同时还包括机械零部件 如活塞 传动轴等 等 在ANSYS 产品家族中有七种结构分析的类型 结构分析中计算得出的基本未知量 节 点自由度 是位移 其他的一些未知量 如应变 应力 和反力可通过节点位移导出 静力分析用于求解静力载荷作用下结构的位移和应力等 静力分析包括线性和非线性分 析 而非线性分析涉及塑性 应力刚化 大变形 大应变 超弹性 接触面和蠕变 模态分析用于计算结构的固有频率和模态 谐波分析用于确定结构在随时间正弦变化的载荷作用下的响应 瞬态动力分析用于计算结构在随时间任意变化的载荷作用下的响应 并且可计及上述提到 的静力分析中所有的非线性性质 谱分析是模态分析的应用拓广 用于计算由于响应谱或PSD 输入 随机振动 引起的应 力和应变 曲屈分析用于计算曲屈载荷和确定曲屈模态 ANSYS 可进行线性 特征值 和非线性曲 屈分析 显式动力分析ANSYS/LS-DYNA 可用于计算高度非线性动力学和复杂的接触问题 此外 前面提到的七种分析类型还有如下特殊的分析应用 断裂力学 复合材料 疲劳分析 p-Method 结构分析所用的单元 绝大多数的ANSYS 单元类型可用于结构分析 单元型 从简单的杆单元和梁单元一直到较为复杂的层合壳单元和大应变实体单元 1 2 结构线性静力分析 静力分析的定义 静力分析计算在固定不变的载荷作用下结构的效应 它不考虑惯性和阻尼的影响 如 结构受随时间变化载荷的情况 可是 静力分析可以计算那些固定不变的惯性载荷对结构的 影响 如重力和离心力 以及那些可以近似为等价静力作用的随时间变化载荷 如通常在 许多建筑规范中所定义的等价静力风载和地震载荷 静力分析中的载荷 静力分析用于计算由那些不包括惯性和阻尼效应的载荷作用于结构或部件上引起的位 移 应力 应变和力 固定不变的载荷和响应是一种假定 即假定载荷和结构的响应随时间 的变化非常缓慢 静力分析所施加的载荷包括 外部施加的作用力和压力 稳态的惯性力 如中力和离心力 位移载荷 温度载荷 线性静力分析和非线性静力分析 静力分析既可以是线性的也可以是非线性的 非线性静力分析包括所有的非线性类型 大变形 塑性 蠕变 应力刚化 接触 间隙 单元 超弹性单元等 本节主要讨论线性静 力分析 非线性静力分析在下一节中介绍 第1页 ANSYS非线形分析指南 基本过程 线性静力分析的求解步骤 1 建模 2 施加载荷和边界条件 求解 3 结果评价和分析 第2页 ANSYS非线形分析指南 基本过程 目 录 非线性结构分析的定义 1 非线性行为的原因 1 非线性分析的重要信息 3 非线性分析中使用的命令 8 非线性分析步骤综述