瞬態(tài)分析的案例
探索結(jié)構(gòu)分析的三種視角：準(zhǔn)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和瞬態(tài)分析
分析人員可以根據(jù)這些結(jié)果來(lái)評(píng)估結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，做出必要的改進(jìn)和優(yōu)化。
3. 瞬態(tài)分析
瞬態(tài)分析是一種結(jié)構(gòu)工程中的數(shù)值仿真方法，旨在分析結(jié)構(gòu)在短時(shí)間內(nèi)（相對(duì)于其固有振動(dòng)周期）受到外部荷載或沖擊作用時(shí)的行為。結(jié)構(gòu)響應(yīng)考慮了瞬時(shí)或周期性荷載下的動(dòng)態(tài)振動(dòng)和形變。
瞬態(tài)分析是一種更為具體的動(dòng)態(tài)分析，關(guān)注系統(tǒng)在極短時(shí)間內(nèi)的響應(yīng)，適用于瞬時(shí)沖擊或爆炸等突發(fā)事件的分析。
在瞬態(tài)分析中，外部載荷的變化非常迅速，需要考慮物體的慣性、剛度和阻尼等因素，以了解結(jié)構(gòu)在極短時(shí)間內(nèi)的應(yīng)力、位移等變化情況。這種分析方法通常用于模擬結(jié)構(gòu)的瞬時(shí)響應(yīng)，比如爆炸、沖擊、碰撞等情況。
以下是準(zhǔn)瞬態(tài)分析的基本步驟：
1）建模和幾何定義
首先，需要使用仿真軟件建立結(jié)構(gòu)的幾何模型。這包括定義結(jié)構(gòu)的形狀、尺寸、材料屬性以及邊界條件，以確保準(zhǔn)確的模擬。
2）外部沖擊或荷載定義
在準(zhǔn)瞬態(tài)分析中，我們關(guān)注結(jié)構(gòu)在極短時(shí)間內(nèi)受到的外部荷載或沖擊。這些荷載可以是來(lái)自爆炸、碰撞、沖擊負(fù)載等。需要定義這些荷載的性質(zhì)和時(shí)間歷程。
3）時(shí)間步長(zhǎng)和積分
在準(zhǔn)瞬態(tài)分析中，時(shí)間步長(zhǎng)是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。由于我們關(guān)注的是短時(shí)間內(nèi)的響應(yīng)，需要選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)間步長(zhǎng)以進(jìn)行數(shù)值積分。通常，時(shí)間步長(zhǎng)會(huì)選擇得足夠小，以確保準(zhǔn)確的模擬。
4）動(dòng)力學(xué)方程
準(zhǔn)瞬態(tài)分析使用動(dòng)力學(xué)方程描述結(jié)構(gòu)在時(shí)間上的響應(yīng)。這些方程通常是基于質(zhì)點(diǎn)的牛頓第二定律，描述了質(zhì)點(diǎn)的加速度、速度和位移之間的關(guān)系。這些方程也可以包括材料的非線性行為，以模擬沖擊或爆炸中的變形。
5）數(shù)值求解
使用數(shù)值方法（例如有限元法）對(duì)動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行數(shù)值求解。這將產(chǎn)生結(jié)構(gòu)在短時(shí)間內(nèi)的位移、速度和加速度等響應(yīng)數(shù)據(jù)。
6）結(jié)果分析和后處理
得到的結(jié)果通常以圖形或數(shù)據(jù)的形式呈現(xiàn)，以便工程師分析結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。這可以包括位移、速度、加速度、應(yīng)力分布等。
展開 關(guān)于ansys里面的諧分析和瞬態(tài)分析結(jié)果的討論(轉(zhuǎn)）
問(wèn)題：在ansys中，諧分析是對(duì)結(jié)構(gòu)施加正弦載荷，瞬態(tài)分析是對(duì)結(jié)構(gòu)施加任意隨時(shí)間變化載荷，那么，在瞬態(tài)分析中，對(duì)結(jié)構(gòu)施加隨時(shí)間變化的正弦載荷，得到的結(jié)果怎樣和諧分析中的結(jié)果對(duì)比？
舉個(gè)例子：如下圖：彈簧——質(zhì)量系統(tǒng)，各參數(shù)如圖。（可以計(jì)算該系統(tǒng)的固有頻率為 0.3211Hz，0.6833Hz）
1、在ansys中建模，并做諧響應(yīng)分析，頻率范圍為 0.1—1.2Hz，取M1的位移作圖，如下圖，可以得到在不同頻率時(shí)，M1的位移幅值。
2、在ansys中建模，并做瞬態(tài)響應(yīng)分析，施加正弦載荷，定義：頻率ff=0.32，周期t=1/ff,分n=20份加載，即載荷為：60*sin(2*pi*ff*t/n*i)，其中i為循環(huán)變量。取M1的位移作圖，如下圖。
現(xiàn)在問(wèn)題是：
瞬態(tài)分析中的M1的位移是正弦變化的，這點(diǎn)是正確的，范圍是-6~6，在諧分析中，可以看到當(dāng)頻率為0.32Hz時(shí)，M1的幅值是比較大的（應(yīng)該是共振引起的），那么應(yīng)該如何解釋瞬態(tài)分析的結(jié)果與諧分析的結(jié)果？懇請(qǐng)大家指導(dǎo)。
附上命令流
!建模
/filname,ex2
/prep7
et,1,combin40
keyopt,1,3,2
r,1,15,,2
r,2,30,,3
/pnum,node,1
n,1,0,2
n,2,0,1
n,3
real,1
e,1,2
real,2
e,2,3
eplot
finish
!瞬態(tài)分析
/solu
antype,4
hropt,full
harfrq,0.1,1.2
nsubst,110
outres,,1
d,3,all
f,1,fy,60
solve
finish
/post26
nsol,2,1,u,y,uy1
plvar,2
finish
!
展開 Workbench瞬態(tài)熱分析（原創(chuàng)，若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明出處）
分析類型：瞬態(tài)熱分析
分析平臺(tái)：ANSYS Workbench 17.0
分析人：技術(shù)鄰 一無(wú)所有就是打拼的理由
研究模型：自定義
一、引言
結(jié)構(gòu)熱分析主要包括熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射，熱分析遵循熱力學(xué)第一定律，即能量守恒。傳熱即是熱量傳遞，凡是有溫差存在的地方，必然有熱量的傳遞。傳熱現(xiàn)象在現(xiàn)實(shí)生活中普遍存在，比如食物的加熱，冷卻，有相變存在的蒸發(fā)冷凝換熱等。熱分析類型主要有穩(wěn)態(tài)熱分析和瞬態(tài)熱分析。穩(wěn)態(tài)熱分析中，我們只關(guān)心物體達(dá)到熱平衡狀態(tài)時(shí)的熱力條件，而不關(guān)心達(dá)到這種狀態(tài)所用的時(shí)間。在穩(wěn)態(tài)熱分析中，任意節(jié)點(diǎn)的溫度不隨時(shí)間的變化而變化。一般來(lái)說(shuō)，在穩(wěn)態(tài)熱分析中所需要的唯一材料屬性是熱導(dǎo)率。在瞬態(tài)熱分析中，我們只關(guān)心模型的熱力狀態(tài)與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系，比如對(duì)水的加熱過(guò)程。在瞬態(tài)熱分析中，需要對(duì)材料賦予熱導(dǎo)率，密度，比熱容等材料屬性及初始溫度，求解時(shí)間和時(shí)間增量這些邊界條件。在裝配體的熱分析中，我們還要考慮到接觸區(qū)域傳熱，由于接觸面可能存在表面粗糙度，接觸壓力等情況存在，導(dǎo)致存在接觸熱阻。接觸面存在兩種傳熱方式，一種是附體間的熱傳遞，另一種是通過(guò)空隙層的熱傳導(dǎo)，但因?yàn)闅怏w的熱導(dǎo)率比較低，所以接觸熱阻不利于傳熱。由于鋼球散熱與時(shí)間有關(guān)，我們選擇瞬態(tài)熱分析進(jìn)行鋼球的散熱分析。
二、分析思路及流程
在分析中，我們忽略空氣的流動(dòng)。先進(jìn)行穩(wěn)態(tài)熱分析，獲得瞬態(tài)熱分析的初始條件，然后將其傳遞到瞬態(tài)熱分析中；在瞬態(tài)熱分析中添加空氣對(duì)流換熱，來(lái)求解隨時(shí)間變化的溫度場(chǎng)。
展開 模態(tài)瞬態(tài)疲勞分析操作流程（nastran、Ncode、Femfat）
瞬態(tài)分析可以考慮結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、剛度和阻尼，以及在分析中包含了動(dòng)態(tài)載荷的瞬時(shí)效果來(lái)考慮這些動(dòng)態(tài)效應(yīng)。瞬態(tài)分析包括直接瞬態(tài)和模態(tài)瞬態(tài)，直接瞬態(tài)分析通過(guò)直接施加時(shí)間歷程載荷，為了保證計(jì)算精度需要一定的計(jì)算步長(zhǎng)，但隨著模型規(guī)模的增大及計(jì)算時(shí)間的延長(zhǎng)，需要大量的計(jì)算時(shí)間以及數(shù)據(jù)空間存儲(chǔ)計(jì)算結(jié)果。雖然直接瞬態(tài)分析可以考察結(jié)構(gòu)的實(shí)際響應(yīng)，最大應(yīng)力發(fā)生的時(shí)間等。因此需要根據(jù)實(shí)際情況選擇使用直接瞬態(tài)法。另一種瞬態(tài)法為模態(tài)瞬態(tài)，結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性通過(guò)模態(tài)表示，只需要計(jì)算出結(jié)構(gòu)所需要的模態(tài)，瞬態(tài)響應(yīng)的計(jì)算則相對(duì)很快，大多數(shù)的情況下模態(tài)瞬態(tài)較直接瞬態(tài)的計(jì)算時(shí)間少。當(dāng)然，模態(tài)瞬態(tài)計(jì)算還需要考慮模態(tài)截?cái)?、求解頻率等問(wèn)題。
本文主要簡(jiǎn)單介紹一下模態(tài)瞬態(tài)疲勞分析操作流程，F(xiàn)E求解軟件使用nastran，疲勞分析軟件使用Ncode和Femfat兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
第一步：模態(tài)瞬態(tài)分析（SOL112）
支架底座兩個(gè)安裝點(diǎn)通過(guò)RBE2抓到一起，通過(guò)SPC1約束12456。激勵(lì)點(diǎn)施加隨時(shí)間變化的載荷。計(jì)算兩個(gè)工況，一個(gè)工況用于計(jì)算模態(tài)應(yīng)力（op2文件），另一個(gè)工況用于計(jì)算瞬態(tài)模態(tài)位移時(shí)間歷程結(jié)果（pch文件）。
激勵(lì)點(diǎn)隨時(shí)間變化的Z向加速度載荷
通過(guò)加速度功率譜分析，可以發(fā)現(xiàn)激勵(lì)頻率主要集中在6-150Hz之間，因此如果結(jié)構(gòu)的頻率也是在這個(gè)范圍之內(nèi)，靜態(tài)載荷分析法是無(wú)法正確評(píng)估結(jié)構(gòu)的疲勞響應(yīng)。
模態(tài)瞬態(tài)分析求解設(shè)置，分析包含兩個(gè)工況，工況1用于計(jì)算模態(tài)應(yīng)力，工況2生成模態(tài)位移時(shí)間歷程結(jié)果。
求解關(guān)鍵設(shè)置
1.特征值提取到300Hz（為保證結(jié)果精度，模態(tài)提取設(shè)置為2倍的激勵(lì)頻率）：
2.計(jì)算時(shí)間60s，和激勵(lì)載荷時(shí)間一致。
展開 
同一模型的瞬態(tài)穩(wěn)態(tài)對(duì)比分析（fluent）
摘要：本文針對(duì)同一結(jié)構(gòu)和條件進(jìn)行瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)分析，當(dāng)瞬態(tài)分析經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，趨于穩(wěn)定，和穩(wěn)態(tài)分析結(jié)果一致。瞬態(tài)分析和穩(wěn)態(tài)分析相互驗(yàn)證。
00 模型
水流速度40m/s，平板底部固定。
01 穩(wěn)態(tài)分析
02 瞬態(tài)分析
03 結(jié)果對(duì)比
穩(wěn)態(tài)分析：
瞬態(tài)分析：
穩(wěn)態(tài)分析和瞬態(tài)分析，結(jié)果基本一致。
TEAPipe諧波與瞬態(tài)分析
TEAPipe諧波與瞬態(tài)分析簡(jiǎn)單介紹 ：
Analysis of fexible parts with TEA Pipe Beam
Modal analyses---Harmonic Response
模態(tài)分析主要內(nèi)容：
1. 模態(tài)特征頻率
展示了進(jìn)行模態(tài)分析的設(shè)置界面
2．激勵(lì)
諧波響應(yīng)分析中的激勵(lì)可以使用含有預(yù)先定義好的加速度施加在一個(gè)連接處上實(shí)現(xiàn)，能夠針對(duì)每個(gè)連接關(guān)系、中間支撐及 collector/separator使用多種不同的諧波激勵(lì)。
介紹了具體的設(shè)置界面及注意點(diǎn)。
3 諧波響應(yīng)分析
需要預(yù)先設(shè)置所計(jì)算的頻率范圍
4 后處理結(jié)果
展示三維模型對(duì)于頻率的模態(tài)振型，動(dòng)畫演示，以及圖表顯示
Transient Response
1. 瞬態(tài)分析介紹
2. 激勵(lì)
選擇一個(gè)自由度，會(huì)自動(dòng)施加加速度形式的激勵(lì)。用戶可以在幾何體上定義局部坐標(biāo)系，然后在此局部坐標(biāo)系上施加激勵(lì)，激勵(lì)一般包括三個(gè)元素（X,Y,Z）
3. 瞬態(tài)分析計(jì)算
計(jì)算時(shí)需要選擇瞬態(tài)求解器，能夠考慮慣量的影響。在connectors/supports上必須有一定的位移或加速度激勵(lì)。彈性體的計(jì)算，需要事先設(shè)置阻尼值。
4. 瞬態(tài)分析后處理
5. 準(zhǔn)靜態(tài)與瞬態(tài)
準(zhǔn)靜態(tài)分析不會(huì)考慮質(zhì)量，阻尼，摩擦力，精度較低
瞬態(tài)分析可以在無(wú)激勵(lì)情況下運(yùn)行
詳細(xì)介紹，界面及后處理效果見附件
TEA pipe Beam__Chap05_Harmonic_Response.pdf
TEA pipe Beam__Chap06_Transient_Response.pdf
展開 知識(shí)：瞬態(tài)傳熱分析
一、瞬態(tài)傳熱分析的定義
瞬態(tài)熱分析用于計(jì)算一個(gè)隨時(shí)間變化的系統(tǒng)的溫度場(chǎng)及其它熱參數(shù)。在工程上一般用瞬態(tài)熱分析計(jì)算溫度場(chǎng)，并將之作為熱載荷進(jìn)行應(yīng)力分析。
瞬態(tài)熱分析的基本步驟與穩(wěn)態(tài)熱分析類似。主要的區(qū)別是瞬態(tài)熱分析中的載荷是隨時(shí)間變化的。為了表達(dá)隨時(shí)間變化的載荷，首先必須將載荷～時(shí)間曲線分為載荷步。載荷～時(shí)間曲線中的每一個(gè)拐點(diǎn)為一個(gè)載荷步，如下圖所示。
對(duì)于每一個(gè)載荷步，必須定義載荷值及時(shí)間值，同時(shí)必須選擇載荷步為漸變或階越。
二、瞬態(tài)熱分析中的單元及命令
瞬態(tài)熱分析中使用的單元與穩(wěn)態(tài)熱分析相同。要了解每個(gè)單元的詳細(xì)說(shuō)明，請(qǐng)參閱《ANSYS Element Reference Guide》。要了解每個(gè)命令的詳細(xì)功能，請(qǐng)參閱《ANSYS Command Reference Guide》。
三、ANSYS 瞬態(tài)熱分析的主要步驟
· 建模
· 加載求解
· 后處理
四、建模
· 確定jobname、title、units, 進(jìn)入PREP7；
· 定義單元類型并設(shè)置選項(xiàng)；
· 如果需要，定義單元實(shí)常數(shù)；
· 定義材料熱性能：一般瞬態(tài)熱分析要定義導(dǎo)熱系數(shù)、密度及比熱；
· 建立幾何模型；
· 對(duì)幾何模型劃分網(wǎng)格。
關(guān)于建模及劃分網(wǎng)格，請(qǐng)參閱《ANSYS Modeling and Meshing Guide》。
展開 干貨 | ANSYS瞬態(tài)CFD分析方法—流體自控振蕩器的仿真
由于CFD分析的計(jì)算量一般比較大，工程師往往都是盡可能地對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行穩(wěn)態(tài)工況分析，這樣可以在很大程度上提升研發(fā)效率。但實(shí)際中，由于物體運(yùn)動(dòng)、邊界條件改變或流動(dòng)自身特性等原因，流動(dòng)現(xiàn)象都是隨時(shí)間變化而變化的，這就必須進(jìn)行瞬態(tài)CFD分析。今天我們就以流體自控振蕩器為例來(lái)了解下如何使用ANSYS進(jìn)行瞬態(tài)CFD分析。
圖1顯示的是一個(gè)振蕩器結(jié)構(gòu)，為了減少計(jì)算量，我們采用2D模型來(lái)分析。由于康達(dá)效應(yīng)的影響，入口射流會(huì)有偏向一側(cè)曲面的趨勢(shì)，而結(jié)構(gòu)又是對(duì)稱的，因此射流一開始會(huì)隨機(jī)偏向任意一側(cè)。當(dāng)流體偏向某一側(cè)的時(shí)候，由于結(jié)構(gòu)存在反饋回路（紅色虛線），反饋流體會(huì)對(duì)入口射流產(chǎn)生干擾，使得射流偏向另一側(cè)。這樣，即使在入口射流流量不變的條件下，射流將會(huì)在兩個(gè)偏轉(zhuǎn)狀態(tài)之間不斷來(lái)回切換，出口處就形成了交替出流的情況。這是一個(gè)明顯的瞬態(tài)現(xiàn)象，需要進(jìn)行瞬態(tài)分析。
圖1 流體自控振蕩器結(jié)構(gòu)圖
瞬態(tài)分析有兩點(diǎn)是需要特別注意的：
1、 合理給定初始值。與穩(wěn)態(tài)分析的初始值不同，瞬態(tài)分析的初始值是有實(shí)際物理意義的，表示瞬態(tài)現(xiàn)象在0時(shí)刻的物理狀態(tài)，對(duì)于流動(dòng)內(nèi)部自發(fā)的瞬態(tài)現(xiàn)象，可以先求解一個(gè)穩(wěn)態(tài)解作為瞬態(tài)分析的初始值。
2、 合理設(shè)定時(shí)間步Δt。如果周期T已知，那么Δt< T/20，如果T未知，那么
其中L為特征網(wǎng)格長(zhǎng)度，V為特征速度。
所以，我們先按穩(wěn)態(tài)模型設(shè)置的過(guò)程求解出一個(gè)穩(wěn)態(tài)解。
展開 干貨 | ANSYS瞬態(tài)CFD分析方法—流體自控振蕩器的仿真
由于CFD分析的計(jì)算量一般比較大，工程師往往都是盡可能地對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行穩(wěn)態(tài)工況分析，這樣可以在很大程度上提升研發(fā)效率。但實(shí)際中，由于物體運(yùn)動(dòng)、邊界條件改變或流動(dòng)自身特性等原因，流動(dòng)現(xiàn)象都是隨時(shí)間變化而變化的，這就必須進(jìn)行瞬態(tài)CFD分析。今天我們就以流體自控振蕩器為例來(lái)了解下如何使用ANSYS進(jìn)行瞬態(tài)CFD分析。
圖1顯示的是一個(gè)振蕩器結(jié)構(gòu)，為了減少計(jì)算量，我們采用2D模型來(lái)分析。由于康達(dá)效應(yīng)的影響，入口射流會(huì)有偏向一側(cè)曲面的趨勢(shì)，而結(jié)構(gòu)又是對(duì)稱的，因此射流一開始會(huì)隨機(jī)偏向任意一側(cè)。當(dāng)流體偏向某一側(cè)的時(shí)候，由于結(jié)構(gòu)存在反饋回路（紅色虛線），反饋流體會(huì)對(duì)入口射流產(chǎn)生干擾，使得射流偏向另一側(cè)。這樣，即使在入口射流流量不變的條件下，射流將會(huì)在兩個(gè)偏轉(zhuǎn)狀態(tài)之間不斷來(lái)回切換，出口處就形成了交替出流的情況。這是一個(gè)明顯的瞬態(tài)現(xiàn)象，需要進(jìn)行瞬態(tài)分析。
圖1 流體自控振蕩器結(jié)構(gòu)圖
瞬態(tài)分析有兩點(diǎn)是需要特別注意的：
1、 合理給定初始值。與穩(wěn)態(tài)分析的初始值不同，瞬態(tài)分析的初始值是有實(shí)際物理意義的，表示瞬態(tài)現(xiàn)象在0時(shí)刻的物理狀態(tài)，對(duì)于流動(dòng)內(nèi)部自發(fā)的瞬態(tài)現(xiàn)象，可以先求解一個(gè)穩(wěn)態(tài)解作為瞬態(tài)分析的初始值。
2、 合理設(shè)定時(shí)間步Δt。如果周期T已知，那么Δt< T/20，如果T未知，那么
其中L為特征網(wǎng)格長(zhǎng)度，V為特征速度。
所以，我們先按穩(wěn)態(tài)模型設(shè)置的過(guò)程求解出一個(gè)穩(wěn)態(tài)解。
展開 利用Hypermesh和OptiStruct對(duì)懸臂梁進(jìn)行直接法瞬態(tài)分析
瞬態(tài)分析中有兩種方法，模態(tài)法和直接法。其中模態(tài)法只能用于線性分析，求解速度快，由于模態(tài)截?cái)啻嬖谖⑿≌`差。直接法可以用于線性和非線性分析，隨著模型自由度的增加，求解復(fù)雜度以幾何級(jí)數(shù)增加，求解速度較慢。
在OptiStruct中，線性瞬態(tài)分析直接法采用的是Newmark-β方法，除了求解算法不同外，其與模態(tài)法分析的差別在于阻尼的設(shè)置。
本文所采用的懸臂梁模型示意圖如下：
懸臂梁尺寸為L(zhǎng)=1m，W=0.1m，厚度D=0.01m。彈性模量E=210Gpa，泊松比μ=0.3，密度為7850kg/m3。懸臂梁端部豎直受力為10N。
本例所用的HyperWorks版本為2022，在某些界面上有所不同，但是基本上不影響分析設(shè)置。
在Optistruct中用直接法進(jìn)行瞬態(tài)分析的步驟如下：
1. 創(chuàng)建網(wǎng)格模型，并賦予材料、屬性
2. 定義約束SPC load collector并施加約束
3. 定義外力DAREA或強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)SPCD
4. 定義動(dòng)態(tài)載荷表TABLED1
5. 定義求解過(guò)程使用的時(shí)間步序列TSTEP
6. 定義瞬態(tài)載荷TLOAD1
7. 定義結(jié)構(gòu)阻尼系數(shù)PARAM,G和PARAM,W3
8. 定義瞬態(tài)分析工況
9. 定義瞬態(tài)響應(yīng)分析的響應(yīng)輸出類型
首先打開Hypermesh，選擇Optistruct模塊，創(chuàng)建懸臂梁網(wǎng)格模型，并賦予對(duì)應(yīng)材料和屬性。
把屬性和材料賦予組件。然后創(chuàng)建SPC loadcollector，將懸臂梁左部節(jié)點(diǎn)全約束。
在懸臂梁右側(cè)自由端上方中點(diǎn)施加載荷幅值，約束3方向自由度，取值為-1。
展開 Workbench之21 Coupled Field Transient 耦合場(chǎng)瞬態(tài)分析
Workbench之21 Coupled Field Transient 耦合場(chǎng)瞬態(tài)分析
耦合場(chǎng)瞬態(tài)分析系統(tǒng)，計(jì)算瞬態(tài)載荷下隨時(shí)間變化的位移、應(yīng)變、應(yīng)力和反作用力，本系統(tǒng)支持2D和結(jié)構(gòu)-熱耦合物理場(chǎng)。
本系統(tǒng)在Mechanical中配置，使用Mechanical APDL求解器計(jì)算
要使用耦合場(chǎng)瞬態(tài)分析：
1） 添加耦合場(chǎng)瞬態(tài)分析系統(tǒng)，從工具箱拖拽該系統(tǒng)至項(xiàng)目圖，或在工具箱雙擊該系統(tǒng)
一旦選定該系統(tǒng)，顯示下述提示：
該信息告知，通過(guò)在Setup單元的屬性頁(yè)選擇物理類型，將在隨后的Mechanical程序中自動(dòng)創(chuàng)建物理域（對(duì)象）；Structural（結(jié)構(gòu)）、Thermal（熱）是只讀活動(dòng)屬性，Acoustics（聲）是只讀非活動(dòng)屬性見下圖
2） 若無(wú)需顯示提示信息框，勾選“Do not show me this again”
3） 點(diǎn)擊OK關(guān)閉提示框
4） 載入幾何體，右擊Geometry單元，快捷菜單選擇Import Geometry（導(dǎo)入幾何）
5） 導(dǎo)入模型，雙擊Setup單元，或右鍵快捷菜單選擇Edit（編輯）
6） 在Mechanical窗口，使用工具和特征完成分析
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簡(jiǎn)述ABAQUS中瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析的幾種方法
瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析用來(lái)研究時(shí)域載荷作用下的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)問(wèn)題。ABAQUStigong的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析方法包括：隱式動(dòng)力學(xué)分析、子空間顯式動(dòng)力學(xué)分析，顯式動(dòng)力學(xué)分析以及模態(tài)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。
1、隱式動(dòng)力學(xué)分析
ABAQUS/Standard隱式動(dòng)力學(xué)分析通過(guò)對(duì)時(shí)間進(jìn)行隱式積分求解動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，適用于(強(qiáng))非線性瞬態(tài)響應(yīng)分析。
2、子空間顯式動(dòng)力學(xué)分析
ABAQUS/Standard子空間顯式動(dòng)力學(xué)分析，通過(guò)對(duì)子空間下的動(dòng)力學(xué)方程直接積分來(lái)求解系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)，子空間基向量由系統(tǒng)的特征向量構(gòu)成。這種方法能夠非常有效的求解具有弱非線性系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)。
3、顯式動(dòng)力學(xué)分析
ABAQUS/Explicit顯式動(dòng)力學(xué)分析對(duì)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程直接進(jìn)行顯式積分，進(jìn)而求解動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，該方法能夠有效處理載荷作用時(shí)間較短的大規(guī)模模型。
4、模態(tài)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析
BAQUS/Standard模態(tài)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析應(yīng)用模態(tài)疊加法求解線性系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)問(wèn)題。模態(tài)瞬態(tài)分析建立在線性系統(tǒng)的特征模態(tài)基礎(chǔ)上，因此在應(yīng)用該方法之前必須先提取系統(tǒng)的特征模態(tài)。
上述幾種求解瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的方法各有其特點(diǎn)和適用范圍，其中模態(tài)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析方法主要用于線性系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)問(wèn)題。
在實(shí)際應(yīng)力中我們可能較少的接觸模態(tài)瞬態(tài)求解分析，它是所有動(dòng)力學(xué)求解方法中效率最高的一種方法。模態(tài)疊加法求解瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題有其自身的優(yōu)勢(shì)和局限性，在進(jìn)行模態(tài)瞬態(tài)響應(yīng)分析前需要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題，以便合理地選擇分析方法和設(shè)置參數(shù)。
展開 一分鐘了解穩(wěn)態(tài)熱分析&瞬態(tài)熱分析
穩(wěn)態(tài)熱分析的能量平衡方程為（以矩陣的形式表示）
式中，[K]為熱傳導(dǎo)矩陣，包含導(dǎo)熱系數(shù)、對(duì)流系數(shù)及輻射率和形狀系數(shù)；{T}為節(jié)點(diǎn)溫度向量；{Q}為節(jié)點(diǎn)熱流率向量，包含熱生成。
穩(wěn)態(tài)傳熱用于分析穩(wěn)定的熱載荷對(duì)系統(tǒng)或部件的影響。通常在進(jìn)行瞬態(tài)熱分析之前，進(jìn)行穩(wěn)態(tài)熱分析用于確定初始溫度分布。穩(wěn)態(tài)熱分析可以通過(guò)有限元計(jì)算確定由于穩(wěn)定的熱載荷引起的溫度、熱梯度、熱流率、熱流密度等參數(shù)。
1.2.瞬態(tài)熱分析
瞬態(tài)傳熱過(guò)程是指一個(gè)系統(tǒng)的加熱或冷卻過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，系統(tǒng)的溫度、熱流率、熱邊界條件以及系統(tǒng)內(nèi)能隨時(shí)間都有明顯的變化。根據(jù)能量守恒定律，瞬態(tài)熱平衡方程可以表達(dá)為（以矩陣的形式表示）
式中，[K]為熱傳導(dǎo)矩陣，包含導(dǎo)熱系數(shù)、對(duì)流系數(shù)及輻射率和形狀系數(shù)；{T}為節(jié)點(diǎn)溫度向量；{C}為比熱矩陣，考慮系統(tǒng)內(nèi)能的增加；{dT/dt}為節(jié)點(diǎn)溫度向量對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)；{Q}為節(jié)點(diǎn)熱流率向量，包含熱生成。
瞬態(tài)傳熱用于計(jì)算一個(gè)系統(tǒng)隨時(shí)間變化的溫度場(chǎng)及其他熱參數(shù)。在工程上一般用瞬態(tài)熱分析計(jì)算溫度場(chǎng)，并將之作為熱載荷進(jìn)行應(yīng)力分析。其基本步驟與穩(wěn)態(tài)熱分析類似。主要的區(qū)別在于瞬態(tài)熱分析中的載荷是隨時(shí)間變化的。為了表達(dá)隨時(shí)間變化的載荷，首先必須將載荷~時(shí)間曲線分為載荷步。載荷~時(shí)間曲線中的每一個(gè)拐點(diǎn)為一個(gè)載荷步。對(duì)于每一個(gè)載荷步，必須定義載荷值及時(shí)間值，同時(shí)必須選擇載荷步為漸變或階躍。
2.單軸直桿穩(wěn)態(tài)熱分析
2.1.問(wèn)題描述
如圖所示的單軸直桿傳熱模型（不考慮輻射和對(duì)流換熱），熱流率Q=1W從溫度T(0)端流入，流過(guò)長(zhǎng)度L=400mm，橫截面積A=10×10mm2的直桿，從溫度T(L)=20°C端流出，假設(shè)材料為鋁合金，導(dǎo)熱系數(shù)k=100W/(m°C)，計(jì)算直桿的軸向溫度分布。
展開 RADIOSS支架的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析
支架的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析
本例子中將展示在Radioss（bulk）中對(duì)一個(gè)支架模型進(jìn)行直接瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，并進(jìn)行相關(guān)的結(jié)果查看等后處理。
工況說(shuō)明：支架底部的兩條腿約束6個(gè)自由度，瞬態(tài)動(dòng)載荷施加在頂部平面上，沿Z軸負(fù)向。瞬態(tài)激勵(lì)為為隨時(shí)間變化的力，具體曲線如下圖所示。直接瞬態(tài)分析總共運(yùn)行4s，800個(gè)時(shí)間步（時(shí)間步長(zhǎng)0.005s）。考慮結(jié)構(gòu)阻尼，輸出孔中心位置節(jié)點(diǎn)的Z向位移曲線。
分析流程：
1) 創(chuàng)建隨時(shí)間變化的動(dòng)載荷
2) 建立瞬態(tài)分析的時(shí)間步長(zhǎng)
3) 建立作用力及約束載荷集
4) 定義結(jié)構(gòu)阻尼和輸出設(shè)置
5) 運(yùn)行計(jì)算
6) hypergraph結(jié)果查看和后處理
Step 1: 創(chuàng)建table1來(lái)定義隨時(shí)間變化的載荷f(t)
用load collectors建立table，card image選擇table1，輸入上圖中的時(shí)間曲線。
展開 ANSYS workbench 開關(guān)按鈕非線性瞬態(tài)分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對(duì)有限元分析感興趣的工程師
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)開關(guān)按鈕的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)開關(guān)按鈕非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)非線性瞬態(tài)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)開關(guān)按鈕非線性瞬態(tài)分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 開關(guān)按鈕非線性瞬態(tài)分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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