文档介绍：硕士研究生学位课程讲义（2008）
通用有限元程序ANSYS及应用
(七)
主 讲： 钱 江
结构工程与防灾研究所
Tel：65986113 (B310)
Email: ******@mailtongjieducn
二OO八年四月七日
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通用有限元程序ANSYS及应用
硕士研究生学位课程讲义（2008）
第七讲 内容提要
10 ANSYS 动力分析的基本功能及一维单元应用实例
空间框架结构地震响应分析的谱分析法
101 ANSYS 动力分析的基本功能简介
102 实体建模及刚性楼板假定的实施
103 模态分析求解过程（交互式输入及命令流）
104 谱分析法求解过程（交互式输入及命令流）
105 瞬态地震响应求解过程
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ANSYS 动力分析的基本功能简介
ANSYS 动力分析的基本功能
模态分析
谐响应分析（不做具体介绍）
谱分析
瞬态响应分析
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通用有限元程序ANSYS及应用
ANSYS 动力分析的基本功能简介（续1）
模态分析
模态分析是所有动力学分析类型的最基础的内容；
模态分析是用来确定结构振动特性的一种技术；
描述结构振动特性的基本要素：
固有频率（自振周期 ＝ 1/固有频率）
振型
振型参与系数 (特定方向上某个振型在多大程度上参与了振动）
模态分析结果可以直接用于指导结构设计；
根据模态分析结果可以定性知晓结构对各类动力载荷的响应
有助于在其它动力分析中估算求解控制参数（如时间步长）
模态分析只对线性结构成立!
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ANSYS 动力分析的基本功能简介（续2）
谐响应分析
确定结构在已知频率的正弦（简谐）激励作用下响应的技术；
荷载必须是已知大小和频率的谐波载荷（力、压力或强迫位移，可以是
同一频率的多种载荷组合，各载荷可以是同相位也可以是不同相位）；
谐响应分析结果是与激励同频率的节点谐位移（通常会与激励存在位相
差），以及由节点位移得到的其它导出量，如：应力和应变等；
单位力作用下的谐响应分析结果可以与富氏分析相联系；
事实上，谐响应分析是模态叠加法的计算基础；
谐响应分析结果可以直接用于指导作旋转运动的结构设计；
谐响应分析也只对线性结构成立!
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ANSYS 动力分析的基本功能简介（续3）
谱分析
是模态分析的扩展，用于计算结构对地震及其它随机激励的响应；
谱分析计算过程是将模态分析的结果与一个已知的输入谱相联系，计算
结构在该输入谱荷载作用下的响应位移、应力等；
谱分析由下列计算步骤构成：
获得模态解
计算谱解
扩展模态
组合各模态解
谱分析也只对线性结构成立!
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ANSYS 动力分析的基本功能简介（续4）
瞬态响应分析
是一种确定随时间变化载荷作用下结构响应的计算技术；
瞬态响应分析的三种求解方法：
完整矩阵法（Full）
缩减矩阵法（Reduced）
模态叠加法（Mode Superposition）
模态叠加法只对线性结构成立；缩减矩阵法仅允许结构中存在简单的点
点接触形式的非线性；完整矩阵法允许在分析中包括各种类型非线性，
如：几何大变形、接触、塑性等，但对硬件资源要求较高
本次课重点介绍完整矩阵法
由于荷载的瞬变特性，交互式操作是不现实的!
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