荷載步中荷載的處理方式

時(shí)間:2010-01-29 05:20:57 來源:

荷載步中荷載的處理方式
    無(wú)論是線性分析或非線性分析處理方式是一樣的。
①對(duì)施加在幾何模型上的荷載(如fk,sfa等)：到當(dāng)前荷載步所保留的荷載都有效。如果前面荷載步某個(gè)自由度處有荷載，而本步又在此自由度處施加了荷載，則后面的替代前面的；如果不是在同一自由度處施加的荷載，則施加的所有荷載都在本步有效(刪除除外！)。
②對(duì)施加在有限元模型上的荷載(如f,sf,sfe,sfbeam等)：ansys缺省的荷載處理是替代方式，可用fcum,sfcum命令修改，可選擇三種方式：替代(repl)、累加(add)、忽略(igno)。當(dāng)采用缺省時(shí)，對(duì)于同一自由度處的荷載，后面施加的荷載替代了前面施加的荷載(或覆蓋)；而對(duì)于不是同一自由度的荷載(包括集中或分布荷載)，前面的和本步的都有效。當(dāng)采用累加方式時(shí)，施加的所有荷載都在本步有效。
  特別注意的是，fcum只對(duì)在有限元模型上施加的荷載有效。

2.線性分析的荷載步
    從荷載步文件(file.snn)中可以看到，本步的約束條件和荷載情況，而其處理與上述是相同的。由于線性分析疊加原理是成立的，或者講每步計(jì)算是以結(jié)構(gòu)的初始構(gòu)形為基礎(chǔ)的，因此似乎可有兩種理解。
    ①每個(gè)荷載步都是獨(dú)立的：你可以根據(jù)你本步的約束和荷載直接求解(荷載步是可以任意求解的，例如可以直接求解第二個(gè)荷載步，而不理睬第一個(gè)荷載步:lssolve,2,2,1)，其結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的是你的約束和荷載情況，與前后荷載步均無(wú)關(guān)?。ㄊ聦?shí)上，你本步可能施加了一點(diǎn)荷載，而前步的荷載繼續(xù)有效，形成你本步的荷載情況）
     ②后續(xù)荷載步是在前步的基礎(chǔ)上計(jì)算的(形式上！)。以荷載的施加先后出發(fā)，由于本步?jīng)]有刪除前面荷載步的荷載，你在本步僅僅施加了一部分荷載, 而結(jié)構(gòu)效應(yīng)是前后荷載共同作用的結(jié)果。
    不管你怎樣理解，但計(jì)算結(jié)果是一樣的。(Ansys是怎樣求解的，得不到證實(shí)。是每次對(duì)每個(gè)荷載步進(jìn)行求解，即[K]不變，而[P]是變化的，且[P]對(duì)應(yīng)該荷載步的所有荷載向量呢？或是[P]對(duì)應(yīng)一個(gè)增量呢？不用去管他，反正結(jié)果一樣)
    也有先生問，想在第N步的位移和應(yīng)力的基礎(chǔ)上，施加第N+1步的荷載，如何？對(duì)線性分析是沒有必要的，一是線性分析的效應(yīng)是可以疊加的，二是變形很小(變形大時(shí)不能采用線性分析)。
   總之，線性分析是可以理解為后續(xù)步是在前步的基礎(chǔ)上計(jì)算的(當(dāng)然都基于初始構(gòu)形)。

3.非線性分析時(shí)的荷載步
如下兩點(diǎn)是要明確的：
①對(duì)于保守系統(tǒng)(無(wú)能量耗散)，最后結(jié)果與荷載的施加順序(或荷載歷史、或加載路徑)無(wú)關(guān)。
②后續(xù)荷載步計(jì)算是在前步的基礎(chǔ)上(以前步的構(gòu)形和應(yīng)力為基礎(chǔ))計(jì)算的。
關(guān)于①：設(shè)置荷載步，并順序求解；設(shè)置荷載步，直接求解荷載步2；不用荷載步，直接同時(shí)施加所有荷載；使用重啟動(dòng)，不設(shè)荷載步，順序求解；使用生死單元等方法，其求解結(jié)果相同。通過計(jì)算證明了荷載順序不影響最終結(jié)果，從這里也證明了保守系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果與荷載路徑無(wú)關(guān)。
關(guān)于②：雖然從file.snn比較看，除了非線性分析的設(shè)置外，幾乎與線性分析的荷載步文件沒有什么差別，
但如果順序求解，則后續(xù)荷載步中用于每個(gè)子步計(jì)算的荷載=前步荷載不變+本步新施加的荷載按子步內(nèi)插值。而不是在本步有效的所有荷載點(diǎn)點(diǎn)施加。
     舉例1：重力和預(yù)應(yīng)力分為兩個(gè)荷載步，在求預(yù)應(yīng)力作用時(shí)，重力不變，而將預(yù)應(yīng)力按子步要求施加；所以這樣計(jì)算即為考慮了重力的先作用，而預(yù)應(yīng)力則在重力作用的基礎(chǔ)上計(jì)算的。即第二荷載步中的每個(gè)子步所對(duì)應(yīng)的荷載=重力+預(yù)應(yīng)力總荷載/nsubst，而不是=(重力+預(yù)應(yīng)力總荷載)/nsubst.
     舉例2：設(shè)一懸臂梁，先在1/2處作用2000為第一荷載步，且設(shè)nsubst=10,time=1；然后懸臂端再作用3000，且nsubst=20，time=2,為第二荷載步。順序求解，則3000即在2000先作用的基礎(chǔ)上計(jì)算的，即當(dāng)time=1.6時(shí)，這時(shí)子步的荷載=2000+3000/20*(1.6-1.0)*20=3800，而不是(2000+3000) *0.6=3000。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

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