ANSYS14.0工程实例：瞬态求解算法HHT及子步选项实现

1．设置分析类型

（1）激活瞬态动力学分析

GUI:单击Main Menu→Solution→Analysis Type→New Analysis，弹出分析类型设置面板，如图18-20所示，选择瞬态动力学分析(Transient)，单击“OK”按钮，弹出瞬态动力学分析设置面板，如图18-21所示，选择求解方法为完全法(Full)，其他保持默认。单击“OK”按钮。

图18-20 分析类型设置面板

图18-21 瞬态动力学分析设置面板

（2）设置分析选项

GUI：单击Main Menu→Preprocessor→Loads→Analysis Type→Analysis Options，弹出瞬态分析选项设置面板，如图18-22所示，勾选大变形选项（Large deform effects），激活大变形分析，其他设置保存默认设置，单击“OK”按钮。

图18-22 瞬态分析选项设置面板

2.定义边界条件

GUI：单击Main Menu→Solution→Define Loads→Apply→Structural→Displacement→On Nodes，弹出拾取对话框，拾取节点1026，单击“OK”按钮，弹出在节点上施加约束设置面板，选择约束类型为ALL，单击“OK”按钮。

3.定义载荷步

（1）控制输出计算结果

GUI：单击Main Menu→Solution→Load Step Opts→Output Ctrls→DB/Results File，在弹出的计算结果输出控制面板中选择Every substep，单击“OK”按钮。

（2）设置瞬态求解算法

GUI：单击Main Menu→Solution→Analysis Type→Sol'n Controls→Transient，弹出如图18-23所示的时间积分定义面板，设置求解算法（Algorithm）为HHT，幅值阻尼值（Amplitude decay）为0.1，单击“OK”按钮。

（3）激活优化非线性算法

GUI：单击Main Menu→Solution→Load Step Opts→Solution Ctrl，弹出非线性求解控制面板，如图18-24所示，激活求解控制（Solution Control），单击“OK”按钮，激活弹出对话框的基于接触状态的时间预测选项（Time prediction based on contact status），单击“OK”按钮。

图18-23 时间积分定义面板

图18-24 非线性求解控制面板

（4）激活共享内存平行计算

该功能暂不支持GUI激活，只需输入以下命令流：

4.求解第一个载荷

（1）关闭瞬态效应

GUI：单击Main Menu→Solution→Load Step Opts→Time/Frequence→Time Integration→Amplitude Decay，弹出时间积分控制面板，将瞬态效应关闭（Transient Effects On or Off）（Off）。

(2)施加重力载荷

GUI:单击Main Menu→Solution→Define Loads→Apply→Structural→dnertia→Gravity→Global，弹出施加重力加速度面板，如图18-25所示，输入Y方向的重力加速度为9810，单击“OK”按钮。

图18-25 施加重力加速度面板

（3）施加轮胎内空气温度

GUI：单击Main Menu→Solution→Define Loads→Apply→Structural→Temperature→On Nodes，弹出拾取对话框，输入节点号为10000，单击“OK”按钮，弹出在节点处施加温度面板，输入温度为20。

（4）设置求解子步

GUI：单击Main Menu→Solution→Load Step Opts→Time/Frequence→Time and Substeps，弹出时间和子步选项设置面板，如图18-26所示，计算时间（TIME）输入1，子步数量（Number of substeps）输入1，载荷加载方式为斜坡加载（Ramped），最大子步数为100，最小子步数为1，其他保持默认。单击“OK”按钮。

图18-26 时间和子步选项设置面板(www.xing528.com)

（5）求解

GUI：单击Main Menu→Solution→Solve→Current LS，在弹出的求解状态对话框中单击“OK”按钮，开始求解。

5.求解第二个载荷

（1）将轮胎气压提高到0.2482128MPa

GUI：单击Main Menu→Solution→Define Loads→Apply→Structural→Displacement→OnNodes，弹出拾取对话框，输入10000，单击“OK”按钮，弹出在节点处施加约束设置面板，如图18-27所示，设置约束类型为HDSP，对应的数值为0.2482128，单击“OK”按钮。

图18-27 在节点处施加约束设置面板

（2）设置求解子步

GUI：单击Main Menu→Solution→Load Step Opts→Time/Frequence→Time and Substeps，弹出如图18-26所示的时间和子步选项设置面板，计算时间（TIME）输入2，子步数量（Number of substeps）输入10，载荷加载方式为斜坡加载（Ramped），最大子步数为100，最小子步数为1，其他保存默认。单击“OK”按钮。

（3）求解

GUI：单击Main Menu→Solution→Solve→Current LS，在弹出的求解状态对话框中单击“OK”按钮，开始求解。

6.求解第三个载荷

（1）将轮胎向下移动50mm

GUI：单击Main Menu→Solution→Define Loads→Apply→Structural→Displacement→On Nodes，弹出拾取对话框，输入5000，单击“OK”按钮，弹出在节点处施加约束设置面板，如图18-27所示，设置约束类型为UY，对应的数值为-50，单击“OK”按钮。

（2）设置求解子步

GUI：单击Main Menu→Solution→Load Step Opts→Time/Frequence→Time and Substeps，弹出时间和子步选项设置面板，如图18-26所示，计算时间（TIME）输入3，子步数量（Number of substeps）输入100，载荷加载方式为斜坡加载（Ramped），最大子步数为1000，最小子步数为10，其他保持默认。单击“OK”按钮。

（3）求解

GUI：单击Main Menu→Solution→Solve→Current LS，在弹出的求解状态对话框中单击“OK”按钮，开始求解。

7.求解第四个载荷

（1）渐进式删除控制节点5000相关约束

渐进式删除约束的功能暂不支持GUI操作，需输入以下命令流。

（2）设置求解子步

GUI：单击Main Menu→Solution→Load Step Opts→Time/Frequence→Time and Substeps，弹出时间和子步选项设置面板，计算时间（TIME）输入4，子步数量（Number of substeps）输入5，载荷加载方式为斜坡加载（Ramped），最大子步数为100，最小子步数为1，其他保持默认。单击“OK”按钮。

（3）求解

GUI：单击Main Menu→Solution→Solve→Current LS，在弹出的求解状态对话框中单击“OK”按钮，开始求解。

8.求解第五个载荷

（1）设置求解控制面板-瞬态分析面板

GUI：单击Main Menu→Solution→Analysis Type→Sol'n Controls→Transient，弹出求解控制中的瞬态分析部分面板，如图18-28所示，激活瞬态效应，载荷加载方式为阶跃加载，中间残差准则设置为1E6，以便考虑较大的增量，单击“OK”按钮。

（2）设置轮胎的水平方向的加速度

该项功能ANSYS目前暂不支持GUI操作，需输入以下命令流：

（3）设置求解子步

GUI：单击Main Menu→Solution→Load Step Opts→Time/Frequence→Time and Substeps，弹出时间和子步选项设置面板，如图18-26所示，计算时间（TIME）输入5，子步数量（Number of substeps）输入10，载荷加载方式为斜坡加载（Ramped），最大子步数为1000，最小子步数为10，其他保持默认。单击“OK”按钮。

（4）求解

图18-28 求解控制中的瞬态分析部分面板

GUI：单击Main Menu→Solution→Solve→Current LS，在弹出的求解状态对话框中单击“OK”按钮，开始求解。