荷載步中荷載的處理方式

時間:2010-01-29 05:20:57 來源:

荷載步中荷載的處理方式
    無論是線性分析或非線性分析處理方式是一樣的。
①對施加在幾何模型上的荷載(如fk,sfa等)：到當前荷載步所保留的荷載都有效。如果前面荷載步某個自由度處有荷載，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)。當采用缺省時，對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。當采用累加方式時，施加的所有荷載都在本步有效。
  特別注意的是，fcum只對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，或者講每步計算是以結構的初始構形為基礎的，因此似乎可有兩種理解。
    ①每個荷載步都是獨立的：你可以根據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荷載步，而不理睬第一個荷載步:lssolve,2,2,1)，其結構對應的是你的約束和荷載情況，與前后荷載步均無關！（事實上，你本步可能施加了一點荷載，而前步的荷載繼續有效，形成你本步的荷載情況）
     ②后續荷載步是在前步的基礎上計算的(形式上！)。以荷載的施加先后出發，由于本步沒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, 而結構效應是前后荷載共同作用的結果。
    不管你怎樣理解，但計算結果是一樣的。(Ansys是怎樣求解的，得不到證實。是每次對每個荷載步進行求解，即[K]不變，而[P]是變化的，且[P]對應該荷載步的所有荷載向量呢？或是[P]對應一個增量呢？不用去管他，反正結果一樣)
    也有先生問，想在第N步的位移和應力的基礎上，施加第N+1步的荷載，如何？對線性分析是沒有必要的，一是線性分析的效應是可以疊加的，二是變形很小(變形大時不能采用線性分析)。
   總之，線性分析是可以理解為后續步是在前步的基礎上計算的(當然都基于初始構形)。

3.非線性分析時的荷載步
如下兩點是要明確的：
①對于保守系統(無能量耗散)，最后結果與荷載的施加順序(或荷載歷史、或加載路徑)無關。
②后續荷載步計算是在前步的基礎上(以前步的構形和應力為基礎)計算的。
關于①：設置荷載步，并順序求解；設置荷載步，直接求解荷載步2；不用荷載步，直接同時施加所有荷載；使用重啟動，不設荷載步，順序求解；使用生死單元等方法，其求解結果相同。通過計算證明了荷載順序不影響最終結果，從這里也證明了保守系統的計算結果與荷載路徑無關。
關于②：雖然從file.snn比較看，除了非線性分析的設置外，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，則后續荷載步中用于每個子步計算的荷載=前步荷載不變+本步新施加的荷載按子步內插值。而不是在本步有效的所有荷載點點施加。
     舉例1：重力和預應力分為兩個荷載步，在求預應力作用時，重力不變，而將預應力按子步要求施加；所以這樣計算即為考慮了重力的先作用，而預應力則在重力作用的基礎上計算的。即第二荷載步中的每個子步所對應的荷載=重力+預應力總荷載/nsubst，而不是=(重力+預應力總荷載)/nsubst.
     舉例2：設一懸臂梁，先在1/2處作用2000為第一荷載步，且設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先作用的基礎上計算的，即當time=1.6時，這時子步的荷載=2000+3000/20*(1.6-1.0)*20=3800，而不是(2000+3000) *0.6=3000。#p#分頁標題#e#

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