NsYS结构分析指南(上) 第一章结构分析概述 1.1结构分析定义 结构分析是有限元分析方法最常用的一个应用领域。结构这个术语是一个广义的概念,它包括 土木工程结构如桥梁和建筑物,汽车结构如车身骨架,海洋结构如船舶结构,航空结构如飞杋机身 还包括机械零部件如活塞、传动轴等。 1.2结构分析的类型 在 ANSYS产品家族中有七种结构分析的类型。结构分析中计算得出的基本未知量(节点自由度) 是位移。其他的一些未知量,如应变、应力和反力可通过节点位移导出。 包含结构分析功能的 ANSYS产品有:ANYS/ Multiphysics, ANSYS/ Mechanical, ANSYS/ Structural和 ANSYS/ Professional。 下面简单列出了这七种类型的结构分析: 静力分析一用于求解静力载荷作用下结构的位移和应力等。包括线性和非线性分析。非线 模态分析-用于计算结构的固有频率和模态。提供了不同的模态提取方法。 谐波分析一用于确定结构在随时间正弦变化的载荷作用下的响应 瞬态动力分析一用于计算结构在随时间任意变化的载荷作用下的响应,并且可计及上述静 力分析中提到的所有的非线性特性 谱分析—是模态分析的扩展,用于计算由于响应谱或PSD输入(随机振动)引起的应力和应 变 屈曲分析一用于计算曲屈载荷和确定曲屈模态。 ANSYS可进行线性(特征值屈曲和非线性 曲屈分析。 ·显式动力分析一 ANSYS/LS-DYNA可用于计算高度非线性动力学问题和复杂的接触问题。 此外,除前面提到的七种分析类型外,还可以进行如下的特殊分析: 断裂力学 复合材料 疲劳分析 p-Method 梁分析 1.3结构分析所使用的单元 从简单的杆单元和梁单元,一直到较为复杂的层合壳单元和大应变实体单元,绝大多数的 ANSYS 单元类型都可用于结构分析。 注意一显式动力分析只能采用显式动力单元(LINK160、BEAM161、 PLANE162、 SHELL163、 SOLID164 COMBI165、MASS166、LINK167)。 表1-1结构单元类型 明 杆 LINKI, LINK8,LNK180 LINKIO BEAM3, BEAM4 梁BEAM54,BEAM44 BEAM23, BEAM24 BEAM188, BEAM189 PIPE16, PIPE17. PIPE18 管回Psg PIPE20, PIPE60 PLANE42, PLANE82. PLANE182. PLANE183