引言

什么是瞬态动力分析?

它是确定随时间变化载荷（例如爆炸）作用下结构响应的技术；

输入数据：

-作为时间函数的载荷

输出数据：

-随时间变化的位移和其它的导出量，如：应力和应变。

瞬态动力分析可以应用在以下设计中：

承受各种冲击载荷的结构，如：汽车中的门和缓冲器、建筑框

架以及悬挂系统等；

承受各种随时间变化载荷的结构，如：桥梁、地面移动装置以

及其它机器部件；

承受撞击和颠簸的家庭和办公设备，如：移动电话、笔记本电

脑和真空吸尘器等。

1、瞬态动力学理论

1.非线性瞬态动力学的控制方程：

[M]: 结构总体质量矩阵；

[C]: 结构总体阻尼矩阵；

[K]: 结构总体刚度矩阵；

{F}: 结构外载荷矢量矩阵。

2、完全法求解理论

在任何给定的时间t，这些方程都会转换为一系列的静态平衡方程，并且把以下的载荷考虑进去：

-惯性力；

-阻尼力；

为了求解这些方程，ANSYS提供了两种方法：

-纽马克时间积分算法（Newmark）；

-改进算法HHT算法；

时间积分步：在两个邻近的时间点的增量：

ANSYS中使用隐式方法Newmark和 HHT来求解瞬态问题。Newmark方法使用有限差分法，在一个时间间隔内有

我们主要的目的就是计算下一时刻的位移，则时刻的控制方程（1）为

把（2）和（3）式，带入到（4）

由（4）、（5）和（6）得

一旦求出     速度和加速度可以利用（5）和（6）求得。对于初始施加于节点的速度或加速度可以利用位移约束并利用（3）计算得到根据Zienkiewicz的理论，利用（2）和（3）式得到的Newmark求解方法的无条件稳定必须满足：

Newmark参数根据下式输入：

其中：阻尼衰减系数，默认值为0.1

程序默认使用的算法是HHT算法，因此如果需要修改时间积分算法，则需要插入以下命令流流TRNOPT,,,,,,NMK；

我们期望在高频模型中使用可控的数值阻尼计算方法，因为使用有限元计算离散空间域的结果，在高频率的模式不太准确。然而，这种算法必须具备以下特征：在高频下引进数值阻尼不应该降低求解精度，在低频下不能产生过多的数值阻尼。在完全瞬态分析中，HHT时间积分方法可以满足以上的要求：

基本的HHT的方法由下式给出：

HHT法可以通过简单指定GAMMA值或指定ALPHAF与 ALPHAM可以得到其他的方法