三、 模態分析求解控制選項
模態分析求解控制選項主要包括 MODOPT、EXPASS、MXPAND、LUMPM、SUBOPT、RIGID、MSAVE 及 PSTRES。
1. 定義模態分析方法
命令:MODOPT, Method, NMODE, FREQB, FREQE, PRMODE, Nrmkey
Method - 模態分析的模態提取方法,其值可取:
=LANB(缺省):分塊蘭索斯法;
=SUBSP:子空間迭代法;
=REDUC:縮減法或凝聚法;
=UNSYM:非對稱法(不能用于隨后的譜分析);
=DAMP:阻尼法(不能用于隨后的譜分析);
=QRDAMP:QR阻尼法(不能用于隨后的譜分析);
=SX:變換技術求解
NMODE - 要提取的模態數目。當為子空間迭代法時,能提取的最大模態數目為總自由度的一半。
FREQB - 感興趣的頻率范圍的起點或低端頻率。
FREQE - 結束頻率或高端頻率.
PRMODE - 對縮減法定義輸出的縮減模態數。
Nrmkey - 定義模態形狀標準化控制。如 Nrmkey=OFF(缺省)則相對質量矩陣進行歸一化處理,如要進行譜分析或模態疊加分析,應該
選擇此項。如 Nrmkey=ON 則相對單位矩陣進行歸一化處理,如在后續分析中要獲取各階模態的最大響應則應選擇此項。
2. 定義分析的擴展過程
命令:EXPASS, Key
其中 Key 為擴展過程選項,其值可取:
=OFF(缺省):沒有擴展過程;
=ON:使用擴展。
該命令指定模態分析、子結構分析、屈曲分析、瞬態分析和諧分析的擴展過程。其使用方法是必須先明確執行 “FINISH” 并再次進入求解層 /SOLU 后執行。
3. 定義模態擴展數目
命令:MXPAND, NMODE, FREQB, FREQE, Elcalc, SIGNIF
NMODE - 擴展和寫入的模態數目。
FREQB - 感興趣的頻率范圍的起點或下限。
FREQE - 感興趣的頻率范圍的終點或低端頻率。
Elcalc - 單元計算控制。
如 Elcalc=NO(缺省)則不計算單元結果和支承反力;
如 Elcalc=YES 則計算單元結果和支承反力。
SIGNIF - 僅擴展顯著級超過 SIGNIF 閥值的模態。SIGNIF 定義為該模態的模態系數除以所有模態中的最大模態系數。任何低于 SIGNIF 閥
值的模態均不擴展,閥值越高,則擴展的模態數越少。SIGNIF 的缺省值為 0.001,SIGNIF 僅適用于單點或 DDAM 響應分析中。
該命令的缺省設置是擴展模態形狀并寫入文件,以便檢察模態形狀而不需再次進入求解層,但單元應力不擴展。對于縮減法、非對稱法和阻尼法需要進行擴展分析。
4. 定義質量矩陣公式
命令:LUMPM, Key
其中 Key 為控制參數,如 Key=OFF(缺省)則采用與單元相關的質量矩陣公式,即一致質量矩陣;如 Key=ON 則采用集中質量矩陣,對于細長梁或非常薄的殼體可獲得較好的結果。
四、 瞬態分析求解控制選項
瞬態分析求解控制選項除靜態分析中的基本選項外主要有 TIMINT、KBC、ALPHAD、BETAD、DMPRAT、MDAMP、TRNOPT、TINTP、LVSCALE、DMPEXT、MDPLOT。
1. 打開瞬態效應
命令:TIMINT, Key, Lab
Key - 瞬態效應開關。
如 Key=OFF 不使用瞬態效應(靜態或穩態);
如 Key=ON 計入瞬態效應(質量或慣性)。
Lab - 瞬態效應應用的自由度標識符,其值主要可取:
=ALL(缺省):應用于所有可用的自由度上。
=DTRUC:僅用于結構分析的自由度。
該命令缺省時, 對靜力分析 (ANTYPE,STATIC) 為關閉狀態;對瞬態分析 (ANTYPE,TRANS) 為打開狀態。
2. 階躍荷載和斜坡荷載
命令:KBC, KEY
KEY=0 為斜坡荷載,KEY=1 為階躍荷載。
當某個荷載步中的子步數大于 1 時,需要指明荷載是哪種荷載。缺省時下列情況可使用不同的荷載方式,如:
使用斜坡荷載:
① SOLCONTROL,ON 且 ANTYPE,STATIC 時;
② ANTYPE,TRANS 且 TIMINT,OFF 時;
③ SOLCONTROL,OFF 時。
使用階躍荷載:
僅在 ANTYPE,TRANS 且 TIMINT,ON 時才可使用階躍荷載。
如果指定為斜坡荷載,大部分荷載當為第一次施加時,都是從零到當前荷載步之間的插值。刪除荷載則是階躍荷載方式,但體積荷載是漸變的,因慣性荷載不能刪除只能重新設置為 0 故也是漸變的。表格型邊界條件不支持斜坡荷載方式,所以使用時應注意。
3. 定義質量阻尼系數
命令:ALPHAD, VALUE
4. 定義剛度阻尼系數
命令:BETAD, VALUE
5. 定義常阻尼比
命令:DMPRAT, RATIO
6. 定義振型阻尼
命令:MDAMP, STLOC, V1, V2, V3, V4, V5, V6
7. 定義瞬態分析選項
命令:TRNOPT, Method, MAXMODE, Dmpkey, MINMODE, MCout, TINTOPT
8. 定義瞬態積分常數
命令: TINTP, GAMMA, ALPHA, DELTA, THETA, OSLM, TOL, --, --, AVSMOOTH, ALPHAF, ALPHAM
9. 提取模態阻尼系數
命令:DMPEXT, SMODE, TMODE, Dmpname, Freqb, Freqe, NSTEPS
五、 諧分析求解控制選項
諧分析也稱諧響應分析,其求解有一定的條件,如常剛度、阻尼和質量,所有荷載和約束位移都以相同的頻率變化,不考慮瞬態效應,不考慮非線性性質(屬于線性分析)但可考慮有預應力的情況等,因此其求解控制選項比較簡單,主要相關命令有: HROPT、HROUT、HARFRQ、HREXP 及 LUMPM、EXPASS。
1. 定義諧分析選項
命令:HROPT, Method, MAXMODE, MINMODE, MCout, Damp
Method - 諧分析方法,可選擇:
=FULL(缺省):完全法;不能用于有預應力的分析。
=REDUC:縮減法;可用于有預應力的分析。
=MSUP:模態疊加法;
=SX:變換求解技術;僅用于 DesignXplorer VT 產品中
=SXRU:僅用于 ANSYS DesignXplorer VT 產品中
Damp - 僅用于 ANSYS DesignXplorer VT 產品中。
2. 定義諧分析的輸出選項
命令:HROUT, Reimky, Clust, Mcont
Reimky - 實部和虛部輸出控制。
如為 ON(缺省)則以實部-虛部方式輸出;
如為 OFF 則以振幅-相位方式輸出。
Clust - 僅當采用模態疊加法(HROPT,MSUP)時,頻率分割控制參數。
如為 OFF(缺省)則為均勻分割頻率;
如為 ON則以固有頻率分割。
Mcont - 僅當采用模態疊加法(HROPT,MSUP)時,模態貢獻輸出控制。
如為 OFF(缺省)則不輸出各頻率的模態貢獻;
如為 ON 則輸出每一頻率的模態貢獻。
命令 HARFRQ 為諧分析定義低端和高端頻率,命令 HREXP 為諧分析擴展定義相位角等。另外前述的 LUMPM、EXPASS、NSUBST 等命令也相關。
六、 譜分析求解控制選項
譜分析是一種將模態分析和已知譜聯系起來,計算模型位移和應力的分析技術。其過程要用到各種分析方法的具體設置,如單點譜分析設置等。這里僅介紹譜分析的求解控制選項。
命令:SPOPT, Sptype, NMODE, Elcalc
Sptype - 譜響應方法,可選擇:
=SPRS(缺省):單點響應譜分析;
=MPRS:多點響應譜分析;
=DDAM:動力設計分析方法;
=PSD:隨機振動譜,使用功率密度譜分析方法。
NMODE - 使用模態分析的前 NMODE 個模態,缺省為所有模態,但不得大于 1000。
Elcalc - 僅當 Sptype=PSD 時的單元結果計算控制。如為 NO (缺省)則不包括應力響應;如為 YES 則包括應力響應。
七、 子結構分析求解控制選項
子結構求解控制選項主要有:seopt 命令及 segen 、lumpm、eqslv、EXPASS 等命令。下面介紹子結構分析選項。
命令:SEOPT, Sename, SEMATR, SEPR, SESST, EXPMTH
Sename - 超單元矩陣文件名, 其擴展名為 SUB, 即文件全名為 Sename.SUB。
SEMATER - 矩陣生成控制,其值可選:
=1(缺省):生成剛度矩陣;
=2:生成剛度矩陣和質量矩陣;
=3:生成剛度矩陣、質量矩陣和阻尼矩陣。
SEPR - 輸出選項,其值可取:
=0(缺省):不輸出超單元矩陣和荷載向量;
=1:輸出超單元矩陣和荷載向量;
=2:輸出超單元荷載向量但不輸出超單元矩陣。
SESST - 應力剛度控制保存控制,其值可取:
=0:不保存應力剛度矩陣;
=1:保存應力剛度矩陣。
EXPMTH - 擴展方法,可選擇:
=BACKSUB(缺省):保存為擴展過程所需的三角化矩陣;
=RESOLVE:不保存三角化矩陣,在擴展過程中重新形成總剛矩陣。