ANSYS15.0：非线性分析成果

用同样的模型，对其进行非线性分析。为了避免出错，且便于整理，建议用户实际工作中进行完全独立的分析。本例中删除模型的扰动力，进行重新分析。

1）单击SAVE_DB保存数据。

2）删除旧的荷载条件。通过路径Main Menu＞Solution＞Define Loads＞Delete＞All LoadData＞All Forces＞On All Nodes，删除所有外荷载数据。重新进入分析模块进行非线性分析。

3）求解微小扰动下的初始状态。

●设置求解项

通过路径Main Menu＞Solution＞Analysis Type＞New Analysis，设置求解类型为Static。通过路径Main Menu＞Preprocessor＞Loads＞Analysis Type＞Analysis Options，勾选NLGEOM选项，将大变形分析激活。

●施加初始扰动

对节点施加微小的侧向扰动力。通过路径Main Menu＞Solution＞Define Loads＞Apply＞Structural＞Force/Moment＞On Nodes，在Apply F/M on nodes对话框的min，max.inc栏下输入节点号145，单击OK按钮。在弹出的对话框内Lab选择FY，VALUE输入-1000，单击OK按钮完成侧向干扰力的施加。

●开始初状态求解

完成以上设置，通过路径Main Menu＞Solution＞Solve＞Current LS开始求解。

4）施加外荷载并求解。初始状态求解结束后，进入求解模块重新设置求解项。通过路径Main Menu＞Solution＞Analysis Type＞Sol'n Controls，在Basic选项卡中设置分析子步数为200步；在Basic选项卡右侧的结果输出设置中，选择输出数据为All solution items，输出频率为Write every substep。在Advanced NL选项卡中，激活弧长法。

施加外荷载。通过路径Utility Menu＞Select＞Entities，将选取对象设为Nodes，选择From Full，单击Apply按钮；再选取方式为By Location，Zcoordinate，输入坐标值60，勾选Unselected选项，单击OK按钮，完成节点选取。此时选择了除最外圈以外的所有节点。通过路径Main Menu＞Solution＞Define Loads＞Apply＞Structural＞Force/Moment＞On Nodes，pick all，施加FZ=-50000。

完成以上设置，通过路径Main Menu＞Solution＞Solve＞Current LS开始求解。

5）一般后处理。求解结束后，进入一般后处理查看分析结果。

通过路径Main Menu＞General Postproc＞Plot Results＞Deformed Shape查看变形图，如图15-26所示。

通过路径Main Menu＞General Postproc＞Plot Results＞Contour Plot＞Nodal Solu查看Z向变形，如图15-27所示。

图15-26 变形图

图15-27 Z向变形云图

通过Main Menu＞General Postproc＞Element Table＞Define Table定义单元列表，单击Add按钮，Lab填入FI，By sequence num，下一栏填入SMISC，1，单击“OK”按钮完成第一个轴力单元列表的定义。再添加第二个单元列表，Lab填入FJ，By sequence num，SMISC，7；添加弯矩单元列表，Lab=MI，By sequence num，下一栏填入SMISC，6；Lab=MJ，By sequence num，下一栏填入SMISC，12。完成定义。

通过路径Main Menu＞General Postproc＞Plot Results＞Contour Plot＞Line Elem Res，LabI选择FI，LabJ选择FJ，考虑模型网线的密度，Fact填入0.5，单击OK按钮完成设置，此时得到网壳各杆轴力图，如图15-28所示。

用同样的方法，在LabI选择MI，在LabJ选择MJ，则可得到弯矩图，如图15-29所示。

图15-28 轴力图

(www.xing528.com)

图15-29 弯矩图

6）时间历程后处理。通过路径Main Menu＞TimeHist Postpro得到窗口，如图15-30所示。

图15-30 时间历程变量查看窗口

单击左上的绿色十字，添加变量。以添加顶点为例，单击ADD DATA按钮，打开Add Time-History Variable对话框，如图15-31所示，依次选择Nodal Solution＞DOF Solution＞Z-Comonent of displacement，单击OK按钮，完成添加。在这个对话框中可以进行坐标图中变量的切换选择等很多操作。

用户也可以通过路径Main Menu＞TimeHist Postpro＞Define Variables单独进行需要的数据的变量添加，如图15-32所示。本例中添加网壳上不同高度沿同一坡向的一系列节点：N145，N121，N97，N73；通过路径Main Menu＞TimeHist Postpro＞Math Operations＞Multiply继续添加荷载数据。

通过路径Main Menu＞TimeHist Postpro＞Graph Variables，填入相应的变量号，（一次最多10个），即可在同一坐标图中显示多个变量。用户同样可在图15-30所示的窗口拉选多个变量进行绘图。

图15-31 Add Time-History Variable对话框

图15-32 定义变量对话框

变量定义完毕，通过路径Utility Menu＞PlotCtrls＞Style＞Graphs＞Modify Axes设置曲线图的X轴、Y轴。

用户可根据需要，自行选择所需要绘制的坐标曲线图。

时间历程后处理部分结果展示：

设置TIME为X轴，LOAD为Y轴，得到如图15-33所示的荷载-时间曲线。设置LOAD为X轴，变量2为Y轴，得到顶点N145与荷载LOAD的相对曲线，如图15-34所示。

荷载随时间的变化是线性的。而顶点的位移随着荷载或时间的变化则是非线性的，随着荷载的增大或时间的延长，其曲线斜率的绝对值变小，即变形速度减慢。

图15-33 荷载-时间曲线

图15-34 荷载-顶点变形曲线

设置LOAD为X轴，变量2、3、4、5为Y轴，得到各变量取值点与荷载LOAD的相对曲线，如图15-35所示。

图15-35 各点变形对比

由图可见，离顶端越近的点变形越明显，顶端最大位移为0.09m。