【正文】 分） 瞬態(tài)動力 確定結(jié)構(gòu)承受隨時間變化 載荷時的動力響應 全瞬態(tài)分析法 凝聚法 模態(tài)疊加法 模態(tài)分析 抽取結(jié)構(gòu)自然頻 率和振型 Block Lanczos 子空間技術 諧波響應 線性結(jié)構(gòu)承受正弦變化載荷的響應 （房屋、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)底座等） 全諧波響應分析法 凝聚法 模態(tài)疊加法 響應譜 求解沖擊載荷條件下的結(jié)構(gòu)響應：響應譜包括位移譜、速度譜、加速度譜和力譜。 集中質(zhì)量矩陣 一致質(zhì)量矩陣（協(xié)調(diào)質(zhì)量矩陣） 推導質(zhì)量矩陣時與推導剛度矩陣時所使用的形狀函數(shù)矩陣相“一致” 假定單元的質(zhì)量集中在節(jié)點上 （ 1）桿單元的質(zhì)量矩陣 一致質(zhì)量矩陣 集中質(zhì)量矩陣 將二節(jié)點桿單元的質(zhì)量直接對半平分，集中到二個節(jié)點上 集中質(zhì)量矩陣可由一致質(zhì)量矩陣對角化得到 （ 2）梁單元的質(zhì)量矩陣 一致質(zhì)量矩陣 集中質(zhì)量矩陣 （ 3）平面三節(jié)點三角形單元的質(zhì)量矩陣 一致質(zhì)量矩陣 集中質(zhì)量矩陣 （ 4）平面四節(jié)點矩形單元的質(zhì)量矩陣 一致質(zhì)量矩陣 集中質(zhì)量矩陣 ?集中質(zhì)量矩陣的系數(shù)都集中在矩陣的對角線上，即對應于各個自由度的質(zhì)量系數(shù)相互獨立，相互之間無耦合；而一致質(zhì)量矩陣的系數(shù)則有相互耦合。 ? 和靜力分析相比，動力分析的計算工作量大得多，需要提高效率，經(jīng)常采用縮減自由度的方法，如 Guyan縮減法和動力子結(jié)構(gòu)法。 167。這兩個問題是相互影響和耦合的。 實踐課題及要求 形式及要求： ① 自己擬定合適的題目 ， 可以是自己研究課題內(nèi)容 、 驗證有限元理論或力學問題 。 ③ 應用 ansys或其他有限元軟件上機完成課題 。 熱應力問題分析的單元構(gòu)造基本表達式 單元的節(jié)點位移列陣 單元的位移場 單元的應力場 單元的應變場 熱應變 熱膨脹只產(chǎn)生線應變，而剪應變?yōu)榱?，由于熱變形產(chǎn)生的應變可看做為初應變。 線性瞬態(tài) 非線性瞬態(tài) 相變分析 熱傳遞過程中材料 的固化和溶解 熱－結(jié)構(gòu)耦合分析 確定溫度分布對結(jié)構(gòu)響應的影響 直接耦合法 間接耦合法 傳熱 (heat transfer)是一種普遍的自然現(xiàn)象，它涉及到能源、環(huán)境、結(jié)構(gòu)等一系列對象的交互作用，如建筑物的隔熱保暖的環(huán)保型設計，發(fā)動機的循環(huán)冷卻系統(tǒng)，高速列車制動的冷卻系統(tǒng)、車箱的保溫系統(tǒng)、宇宙飛船的人 /機熱環(huán)境系統(tǒng)、返回艙的隔熱系統(tǒng)、運載火箭的熱防護系統(tǒng)，計算機芯片的散熱系統(tǒng)等。模型中的各項參數(shù)如表所示，采用了英制單位。 ?從計算公式中看，質(zhì)量矩陣積分表達式的被積函數(shù)是插值函數(shù)的平方項，而剛度矩陣則是其導數(shù)的平方項，因此在相同的精度要求條件下，質(zhì)量矩陣可用較低階的插值函數(shù)，集中質(zhì)量矩陣的本質(zhì)就是這樣一種替換方案。 結(jié)構(gòu)振動的三大類變量 位移： u (ξ, t) ， v(ξ, t) 應變： ε x (ξ, t), εγ (ξ, t), ?xy (ξ, t) 應力： σ x (ξ, t) , σy (ξ, t) , ? xy, (ξ, t) 結(jié)構(gòu)振動的三大類方程及邊界 /初始條件 （ 1）平衡方程 (考慮慣性力和阻尼力 ) 坐標位置 ξ (x, y, z) 和時間 t的函數(shù) ρ為密度， ν為阻尼系數(shù)， 分別為沿 x方向以及 y方向所作用的體積力， 分別表示位移 u(t)對時間 t的二階導數(shù)和一階導數(shù)，即表示沿 x方向的加速度和速度，沿 y方向也是類似。 ? 可進行慣性釋放計算：即計算平衡外加載荷所必須的加速度。取板厚 t=1m，彈性模量 E=106N/m2 ，泊松比 μ= 167。 指定單元的實常數(shù)號 創(chuàng)建梁的橫截面 創(chuàng)建梁的橫截面 定義材料特性 定義材料特性 指定單元材料號 二、求解 獲得分析結(jié)果。 ?自由剖分 ：對復雜模型直接剖分。 工具欄 ：包含執(zhí)行命令的快捷方式。 熱傳導問題的有限元分析 167。 ANSYS軟件功能簡介 167。 三、文件系統(tǒng) 文件種類： ? 日志文件 (.log) ? 錯誤文件 (.err) ? 輸出文件 (.out) ? 數(shù)據(jù)庫文件 (.db) ? 計算結(jié)果文件 (.rxx， 如結(jié)構(gòu) .rst, 熱 .rth, 電磁 .rmg, 流體 .rfl) ? 載荷步文件 (.sn) ? 圖形文件 (.grph) ? 單元矩陣文件 (.emat) ANSYS/ Structural ANSYS/ Professional ANSYS/ ProFEA DesignSpace ANSYS/ ED ANSYS/ University ANSYS/ PrepPost ANSYS/ Multiphysics ANSYS/ FLOTRAN ANSYS/ Emag ANSYS/ LSDYNA ANSYS/ Mechanical 四、功能及特點 Featured Products（ ） 1. ANSYS Mechanical 2. ANSYS Structural 3. ANSYS Professional 4. ANSYS DesignModeler 5. ANSYS SpaceClaim Direct Modeler 6. ANSYS Meshing 7. ANSYS DesignXplorer 8. ANSYS CFD（ Computational fluid dynamics ） 9. ANSYS CFX 10. ANSYS FLUENT 11. ANSYS CFDPost 12. ANSYS Explicit STR 13. SYS AUTODYN 14. ANSYS LSDYNA 15. ANSYS EKM 結(jié)構(gòu)分析 1. 線性 、 非線性結(jié)構(gòu)靜力分析 2. 線性 、 非線性結(jié)構(gòu)動力分析：模態(tài)分析 、 諧響應分析 、 瞬態(tài)動力響應分析 、 譜分析 、 隨機振動分析 3. 隱式 、 顯式及顯式 隱式 顯式耦合求解 4. 線性與非線性屈曲分析 5. 非線性： ① 幾何非線性：大變形 、 大應變 、 應力強化與旋轉(zhuǎn)軟化； ② 材料非線性：塑性 、 粘彈性 、 粘塑性 、 超彈性 、 多線性彈性 、蠕變 、 腫脹等 。 輸出窗口 ：敘述每一條命令執(zhí)行后的結(jié)果，對于查找命令錯誤幫助很大，因此初學者應養(yǎng)成經(jīng)常查看輸出窗口的習慣。 指定工程名稱和分析標題 更改工程名 定義分析標題 定義單位 使用 /UNITS命令可以設置系統(tǒng)單位 ， 沒有相應的 GUI。 ② 子步：是指在一個載荷步中每次增加的步長 ， 主要是為了在瞬態(tài)分析和非線性分析中提高分析精度和收斂性 。 39/32 一、 ANSYS程序 結(jié)構(gòu) ... ! Set up ... ! Define parameters /PREP7 ! Enter preprocessor ... ! Build solid model ... ! Define attribute tables ... ! Generate mesh FINISH ! Back to begin level /SOLU ! Enter solver ... ! Specify loads ... ! Specify solution options ... ! Solve the model FINISH ! Back to begin level /POST1 ! Enter general postprocessor ... ! Read a set of results ... ! Plot or print results FINISH ! Back to begin level /POST26 ! Enter time history postprocessor ... ! Store solution in variables ... ! P