线性与非线性动态分析对比

本培训教程的前5章处理的都是线性动态问题，其中包含四种线性分析的类型：

● 瞬态分析。

● 谐波分析。

● 响应波谱分析。

● 随机振动。

在第1章中讨论过，在线性动态分析中，运动的结构矩阵方程将通过加载一个名为“模态分析”的特定技术来求解。这个方法将上面运动方程的n次耦合系统解耦为类似的m次解耦运动方程，然后再逐一求解每个方程（n代表自由度的数量，m代表用于线性动态分析的自然模式的数量）。这个方法在求解过程中十分有效，但需要结构的自然频率和它们的相应模式（这也是为什么在进行线性动态分析之前，需要先进行频率分析），而且只局限于线性小位移分析（常刚度矩阵）。

然而，非线性分析可以直接求解运动方程的复杂耦合系统，它能够描述各种先进材料模型（von Mises塑性、超弹性、粘弹性等）的大位移，但这需要更多的计算资源和时间。

步骤6 生成一个非线性动态分析

生成一个名为“Nonlinear dynamics”的算例。【类型】选择【非线性】，并在【选项】中单击【动态】图标，如图7-4所示。

步骤7 给非线性动态算例设定壳体和实体

将上一算例中的零件文件夹拖至当前算例，确认材料属性也一并复制过来。

步骤8 接触

定义四个【接合】的接触，与在算例“Linear dynamics”中定义的一样。(www.xing528.com)

步骤9 划分网格

生成【草稿品质网格】，采用默认的单元【整体大小】为4.42mm，这里将再次使用【标准网格】。

步骤10 设定载荷和约束

将上一算例中的夹具文件夹拖至当前算例。用户无法复制线性动态算例中的“Base Excitation-1”载荷特征到非线性动态算例中，因此，需要在非线性动态算例中新建一个统一基准激发。在全局X方向定义峰值为20g的【统一基准激发】，指定一个经典的脉冲波时间曲线，在算例“Linear dynamics”中或第2章中都使用过相同的曲线。

步骤11 定义阻尼

指定【瑞利阻尼】的值α=32.4，β=1.45e-5，如图7-5所示。

图7-4 定义算例

图7-5 定义阻尼

提示

在线性动态算例“Linear dynamics”中也使用了相同的数值。