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ANSYS Workbench瞬态分析時間步和載荷步設定方法

作者:縱橫CAE
ANSYS Workbench瞬态分析時間步和載荷步設定方法

1 問題描述

瞬态分析是時域分析,是分析機械結構在随時間任意變化的載荷作用下的動力響應時間曆程。其輸入資料是作為時間函數的載荷,而輸出資料是随時間變化的位移、速度、加速度、應力、應變等。

是以,進行瞬态分析時,必須設定時間步和載荷步。當時間步數較少時,我們可以通過采用手動操作的方式,依次輸入每個時間步對應的結束時間和載荷(本文不再闡述)。

可是,當時間步數較多時(如100步、1000步、10000步等),又該怎樣快速、友善地設定時間步和載荷步呢?

看完本文,你就徹底明白了!

2 案例介紹

廢話不多說,直接上幹貨!

建立圖1所示的瞬态分析項目流程圖,分析一端固定、一端自由的空心圓柱在沖擊加速度作用下的響應特性。沖擊加速度加載總時間為20ms,取步長0.1ms,時間步數200步。

ANSYS Workbench瞬态分析時間步和載荷步設定方法

圖1 瞬态分析項目流程圖

鑒于本文目的,下文重點介紹時間步和載荷步設定方法,其餘步驟在此省略。

3 時間步設定

進入Mechanical界面後,進行時間步設定的步驟,如圖2所示

ANSYS Workbench瞬态分析時間步和載荷步設定方法

圖2 瞬态時間步設定

步驟1:借用Excel生成或列出所有時間步數對應的結束時間,并全選複制;

步驟2:單擊模型樹中的Analysis Settings,下方清單中設定總時間步數Number of Steps為200;

步驟3:右擊右下角的End Time,選擇Paste Cell,将步驟1從Excel中複制的結束時間粘貼在表格中;

步驟4:再次右擊End Time,選擇Select All Steps,在左下方清單中設定Define By為時間子步Substeps以及子步數目Number of Substeps,其餘保持預設設定。

4 載荷步設定

接下來進行載荷步的設定,如圖3所示。

ANSYS Workbench瞬态分析時間步和載荷步設定方法

圖3 瞬态載荷步設定

步驟1:同樣,借用Excel生成或列出所有時間步數對應的沖擊加速度,并全選複制;

步驟2:添加加速度Acceleration後,在模型樹中單擊Acceleration,然後在下方清單中選擇加速度的輸入方式為Tabular Data;

步驟3:右擊右側Tabular Data表格中的Acceleration選中全列,右擊選擇Paste Cell,将步驟1從Excel中複制的沖擊加速度粘貼在表格中。

5 分析結果

瞬态分析完成後,得到空心圓柱的應力、位移、響應加速度,分别如圖4-圖6所示。

ANSYS Workbench瞬态分析時間步和載荷步設定方法

圖4 沖擊應力

ANSYS Workbench瞬态分析時間步和載荷步設定方法

圖5 沖擊位移

ANSYS Workbench瞬态分析時間步和載荷步設定方法

圖6 響應加速度

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