1、工程应用场合

瞬态动力学广义上讲包括基于隐式算法的瞬态动力学模块和基于显式算法的瞬态动力学模块。

主要研究基于隐式算法的瞬态动力学模块，该模块可以解决工程中的冲击，碰撞，强迫运动，机构运动的线性和非线性动力学计算。

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。

2、计算原理

 用于瞬态动力分析的运动方程和通用运动方程相同；

 这是瞬态分析的最一般形式，载荷可为时间的任意函数；

 按照求解方法， ANSYS 允许在瞬态动力分析中包括各种类型的非线性- 大变形、接触、塑性等等。

 积分时间步长（亦称为ITS 或 Dt ）是时间积分法中的一个重要概念

ITS = 从一个时间点到另一个时间点的时间增量 Dt ；

积分时间步长决定求解的精确度，因而其数值应仔细选取。

 ITS 应足够小以获取下列数据：

响应频率

载荷突变

接触频率（如果存在的话）

波传播效应（若存在）

响应频率

 不同类型载荷会在结构中激发不同的频率（响应频率）；

 ITS应足够小以获取所关心的最高响应频率 （最低响应周期）；

 每个循环中有20个时间点应是足够的，即：

Dt = 1/20f

式中 ，f 是所关心的最高响应频率。

载荷突变

 ITS 应足够小以获取载荷突变

接触频率

 当两个物体发生接触，间隙或接触表面通常用刚度（间隙刚度）来描述；

 ITS应足够小以获取间隙“弹簧”频率；

 建议每个循环三十个点，这才足以获取在两物体间的动量传递，比此更小的ITS 会造成能量损失，并且冲击可能不是完全弹性的。

波传播

 由冲击引起。在细长结构中更为显著（如下落时以一端着地的细棒）

 需要很小的ITS ，并且在沿波传播的方向需要精细的网格划分

 显式积分法（在ANSYS-LS/DYNA采用）可能对此更为适用

3、软件基本设置

对于材料模型，瞬态动力学支持线性材料和非线性模型，用户根据需要进行定义。

几何模型，可以在DM中建立，也可以从外部导入。

瞬态动力学分析在前处理，也需要将材料模型和几何模型进行关联，如果导入的是装配体则需要定义接触，瞬态动力学计算支持5种接触模式，然后进行网格划分。

根据瞬态动力学计算的原理，为了完成瞬态动力学的计算，需要设置初始条件： 

初始位移和初始速度，默认情况下初始速度和初始位移都是0，但是用户可以指定非0初始速度，如图所示。

非线性求解可按下列三个层次组织： 

载荷步

载荷步是顶层，求解选项，载荷与边界条件都施加于某个载荷步内。 

子步 

子步是载荷步中的载荷增量。子步用于逐步施加载荷。

平衡迭代步 

平衡迭代步是ANSYS为得到给定子步（载荷增量）的收敛解而采用的方法。 

 在每一增量载荷步中完成平衡迭代步。

 载荷步一中有两个子步，载荷步二中有三个子步。

 每个载荷步及子步都与 “ 时间 ”相关联。

支持所有的惯性和结构载荷和所有的结构支撑条件；

运动副载荷可以作为瞬态动力学计算的驱动力；

各种载荷的幅值类型：

-常数；表格（随时间变化）；函数

通过运动副载荷可以为结构添加驱动力

-运动副可以应用于柔性体和刚体

-运动副载荷使用绝对的自由度；

-对于平动自由度支持的载荷

位移；速度；加速度和力。

-对于转动自由度支持的载荷

转动位移，角速度，角加速度和力矩。

时间步设置：

-时间步长必须设置为恒定值；

-自动时间步程序会自动关闭；

-定义的子步或时间步作用于施加的所有载荷；

阻尼设置：

-阻尼矩阵不是显示计算的，而是通过阻尼比来考虑的

由于模态叠加法是基于模态计算得到的，因此在计算中如果存在非线性接触：摩擦，粗糙和无摩擦类型，程序都会转换为线性接触：绑定或不分离。