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结构动态分析实例
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这是ANSYS Help Verification Manual中的一个例子，编号为VM77。
问题描述：
一根钢梁长度为
，支撑着集中质量 
，示意图如图1。梁承受一个随时间变化的载荷 
，上升时间为 
，最大值为 
。假设不考虑梁的自重，求最大位移时间 
和最大位移幅值 
，及梁的最大弯应力 
。
求解假设：
本例的结果与梁的截面积无关，假设它为1。取加载结束时间为0.1秒，以使质量体达到最大弯曲。质量块处横向（截面横向即Y向）选做一个主自由度。第一个载荷步用于静力学求解。为细化结果将，方便与理论计算结果相比较，积分时间步长选为整个加载周期的1/25=0.004秒。
根据本实例的结构关系和载荷分布可以在此模型中使用对称性。在进行后处理时，选定在最大响应时间(0.092秒)处做扩展计算。
!* 梁的瞬态动力学分析
/PREP7
/TITLE,TRANSIENT RESPONSE TO A CONSTANT FORCE WITH A FINITE RISE TIME
ET,1,BEAM3 !定义二维梁单元
MP,EX,1,30E3
R,1,1,800.6,18 !定义梁单元实常数，面积=1，I=800.6，H=18
ET,2,MASS21,,,4 !定义二维质量单元
R,2,.0259067 !定义质量单元实常数
N,1
N,3,240
FILL
E,1,2 !创建梁单元
EGEN,2,1,1
TYPE,2
REAL,2
E,2
M,2,UY !梁中点Y向为主自由度
DELTIM,.004 !时间步大小
D,1,UY
D,3,UX,,,,,UY
FINISH
/SOLU
ANTYPE,TRANS !指定分析类型为瞬态动力分析
TRNOPT,REDUC,,NODAMP !分析方法为缩减法，忽略阻尼效应
OUTPR,BASIC,1 !输出结果控制选项定义
OUTRES,ALL,1
F,2,FY,0
LSWRITE,1 !写出第一个载荷步文件
TIME,0.075 !指定第二个载荷步结束时间
F,2,FY,20
LSWRITE,2 !写出第二个载荷步文件
TIME,1
LSWRITE,3 !写出第三个载荷步文件
LSSOLVE,1,3 !对载荷步1～3进行求解
FINISH
/POST26
NUMVAR,0
FILE,,RDSP
NSOL,2,2,U,Y !定义变量2，节点2位移随时间变化的规律
PLVAR,2
PRVAR,2
FINISH
/SOLU
EXPASS,ON !进行扩展处理
EXPSOL,,,0.092 !指定扩展处理的时间，最大响应时间
SOLVE
FINISH
/POST1 !进入通用后处理器
SET,FIRST
PLDISP,1
ETABLE,SMAX,NMISC, 1,3 !定义单元表
PRETAB,SMAX
PLETAB,SMAX,AVG
FINISH
得到节点2在Y方向上的位移随时间变化的规律如下图：
关于本例的几点说明：
问题描述：
一根钢梁长度为
| 材料特性 | 几何特性 | 载荷 |
| E = 30 x 103 ksi | I = 800.6 in4 | F1 = 20 kips |
| m = 0.0259067 kips-sec2/in | h = 18 in | tr = 0.075 sec |
| l= 20 ft = 240 in |
求解假设：
本例的结果与梁的截面积无关，假设它为1。取加载结束时间为0.1秒，以使质量体达到最大弯曲。质量块处横向（截面横向即Y向）选做一个主自由度。第一个载荷步用于静力学求解。为细化结果将，方便与理论计算结果相比较，积分时间步长选为整个加载周期的1/25=0.004秒。
根据本实例的结构关系和载荷分布可以在此模型中使用对称性。在进行后处理时，选定在最大响应时间(0.092秒)处做扩展计算。
!* 梁的瞬态动力学分析
/PREP7
/TITLE,TRANSIENT RESPONSE TO A CONSTANT FORCE WITH A FINITE RISE TIME
ET,1,BEAM3 !定义二维梁单元
MP,EX,1,30E3
R,1,1,800.6,18 !定义梁单元实常数，面积=1，I=800.6，H=18
ET,2,MASS21,,,4 !定义二维质量单元
R,2,.0259067 !定义质量单元实常数
N,1
N,3,240
FILL
E,1,2 !创建梁单元
EGEN,2,1,1
TYPE,2
REAL,2
E,2
M,2,UY !梁中点Y向为主自由度
DELTIM,.004 !时间步大小
D,1,UY
D,3,UX,,,,,UY
FINISH
/SOLU
ANTYPE,TRANS !指定分析类型为瞬态动力分析
TRNOPT,REDUC,,NODAMP !分析方法为缩减法，忽略阻尼效应
OUTPR,BASIC,1 !输出结果控制选项定义
OUTRES,ALL,1
F,2,FY,0
LSWRITE,1 !写出第一个载荷步文件
TIME,0.075 !指定第二个载荷步结束时间
F,2,FY,20
LSWRITE,2 !写出第二个载荷步文件
TIME,1
LSWRITE,3 !写出第三个载荷步文件
LSSOLVE,1,3 !对载荷步1～3进行求解
FINISH
/POST26
NUMVAR,0
FILE,,RDSP
NSOL,2,2,U,Y !定义变量2，节点2位移随时间变化的规律
PLVAR,2
PRVAR,2
FINISH
/SOLU
EXPASS,ON !进行扩展处理
EXPSOL,,,0.092 !指定扩展处理的时间，最大响应时间
SOLVE
FINISH
/POST1 !进入通用后处理器
SET,FIRST
PLDISP,1
ETABLE,SMAX,NMISC, 1,3 !定义单元表
PRETAB,SMAX
PLETAB,SMAX,AVG
FINISH
得到节点2在Y方向上的位移随时间变化的规律如下图：
关于本例的几点说明：
- 在进行缩减法瞬态结构动力分析时需要定义主自由度。所谓主自由度就是描述结构动力行为所必须的自由度。在缩减法瞬态动力分析中施加力载荷和非零位移边界条件的位置也需要定义主自由度。
- 根据本实例的载荷情况需要定义三个载荷步，才能对其加载过程进行模拟。对于这种问题通常ANSYS有两种方法求解，一是加载一个载荷步求解一次，另外一种是每加载一个载荷步，将其写成载荷步文件，等全部载荷步都加载完并写成载荷步文件后，一次性进行求解。本实例将采用的二种方法。
- 对 于缩减法瞬态结构动力分析的结果在没有进行扩展之前，只能用时间－历程后处理器(POST26)对没有扩展的结果进行观察。如果对某个时间点上的位移、应 力和力等内容感兴趣的话，必须对这个时刻的结果进行扩展处理。扩展处理之后就可以利用通用后处理器(POST1)对某一时刻整个模型上所有节点的结果进行 观察。
