用不同的瞬態(tài)動力學方法進行分析時，進行瞬態(tài)動力學分析的過程不盡相同。下面我們首先描述如何用完全法進行瞬態(tài)動力學分析的基本步驟，然后在列出用縮減法和模態(tài)疊加法時的不同地方。
完全法瞬態(tài)動力學分析過程由三個主要步驟組成：
1． 建模
2．加載及求解
3．結果后處理
模型的建立
建模過程和其它類型的分析類似，但應注意以下幾點：
1．可以用線性和非線性單元。
2． 必須指定彈性模量EX(或某種形式的剛度)和密度DENS(或某種形式的質(zhì)量)，材料特性可以是線性的或非線性的，各向同性的或各向異性的，恒定的或和溫度有關的。
在劃分網(wǎng)格時需要記住以下幾點：
1. 有限元網(wǎng)格需要足夠精度以求解所關心的高階模態(tài)；
2. 感興趣的應力應變區(qū)域的網(wǎng)格密度要比只關系位移的區(qū)域相對加密一些；
3．如果想包含非線性，網(wǎng)格應當細到能夠撲捉到非線性效果。例如，對于塑性分析來說，它要求在較大塑性變形梯度的平面內(nèi)有一定的積分點密度，所以網(wǎng)格必須加密；
4．如果對波傳播效果感興趣，網(wǎng)格應當細到足以解算出波�；緶蕜t是沿波的傳播方向每一波長至少有20個單元。
加載并求解
在這一步中，要定義分析類型及選項，加載，指定載荷步選項，并開始有限元求解。具體步驟如下：
1． 進ANSYS求解器
命令：/SOLU
GUI：Main Menu | Solution
2． 指定分析類型和分析選項
（1） 指定分析類型(ANTYPE)
選擇開始一個新的分析。如果已經(jīng)完成了靜力學預應力或完全法瞬態(tài)動力學分析并準備對時間歷程進行延伸，或者想重新啟動一次失敗的非線性分析，則可用Restart。(Restart要求初始求解過程中生成的文件Jobname.EMAT，Jobname.ESAV及Jobname.DB存在。新得到的解結果將被附加在初始結果文件Jobname.RST中)。從彈出的對話框中選擇瞬態(tài)動力學分析(Transient)，并指定位完全法(Full)。對于質(zhì)量陣形成方法(Mass Matrix Formulation)建議在大多數(shù)分析應用中采用缺省的質(zhì)量陣形成方式。但對某些包含“薄膜”結構的問題，如細長梁或非常薄的殼，采用集中質(zhì)量矩陣近似或許會產(chǎn)生較好的結果。另外，集中質(zhì)量陣所需運行時間短，所占內(nèi)存較低。
命令：ANTYPE
（2） 指定分析選項
通過GUI路徑：Main Menu | Solution | Analysis Type | Analysis Options打開完全法瞬態(tài)動力學分析(Full Transient Analysis)選項對話框(見圖10.12)，對話框中主要有選項組：
� Large Deformation Effects (大變形選項)：NLGEOM
當需要考慮大變形(如彎曲的細長棒)或者大應變(如金屬成型問題)時，打開(ON)此選項。大變形和大應變屬于幾何非線性，在非線性分析中詳細介紹。程序缺省的假定是小變形和小應變。
� Stress Stiffening Effects (應力剛化效應)：SSTIF
在下列情況下選擇ON(缺省是OFF)：在小變形分析中希望結構中的應力顯著地增加(或降低)結構的剛度；在大變形分析中如果需要用此選項幫助收斂。
� Newton-Raphson Options (牛頓－拉普森選項)：NROPT
此選擇指定在求解期間切線矩陣被刷新的頻率。僅在存在非線性時有用。
� 選擇Equation Solver (求解器)：EQSLV
用來指定求解器，其中Iterative(自動選擇)僅用于線性靜力分析/完全法瞬態(tài)動力學分析或穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)熱力學分析，建議用此求解器。對于大型模型建議采用PCG求解器。
3．在模型上加載
瞬態(tài)動力學分析包含數(shù)值為時間函數(shù)的載荷。要指定這樣的載荷，需將載荷對時間的關系曲線劃分成合適的載荷步。在載荷/時間曲線上的每個“拐角”都應做為一個載荷步，如圖10.13所示。
第一個載荷步通常被用來建立初始條件，然后要指定后繼的瞬態(tài)載荷及加載步選項。對于每個載荷步，都要指定載荷值和時間值，同時要指定其它的載荷步選項，如載荷是按Stepped還是Ramped方式施加的，是否使用自動時間步長等。最后將每一個載荷步寫入文件并一次性求解所有載荷步。
（1） 加初始條件
施加瞬態(tài)載荷的第一步是建立初始條件(即零時刻時的情況)。瞬態(tài)動力學分析要求給定兩種初始條件：初始位移和初始速度。如果沒有進行特意設置，初始位移和初始速度都被假定為零。下面描述了如何施加不同組合形式的初始條件。
� 零初始位移和零初始速度這是缺省的初始條件。在第一個載荷步中可以加上對應于載荷/時間關系曲線的第一個拐角處的載荷。
� 零初始位移和非零初始速度。非速度是通過對結構中需要指定速度的部分加上小時間間隔上的小位移來實現(xiàn)。
� 非零初始位移和非零初始速度。上面的情形相似，不過施加的位移是真實數(shù)值而非“小”數(shù)值。
� 非零初始位移和零初始速度。需要用兩個子步[NSUBST,2]來實現(xiàn)，所加位移在兩個子步間是階躍變化的[KBC,1]。如果位移不是階躍變化的，所加位移將隨時間變化，從而產(chǎn)生非零初速度。
� 非零初始加速度�？梢越频赝ㄟ^在小的時間間隔內(nèi)指定要加的加速度實現(xiàn)。
命令：IC
GUI：Main Menu | Solution | Define Loads | Apply | Initial Condit’n | Define
（2）加瞬態(tài)載荷部分
ANSYS通用的約束、力、面載荷、體載荷和慣性載荷在瞬態(tài)動力學分析中都能用。在分析過程中對載荷的施加、刪除、列表或操作都跟其它分析一樣。
4．設置求解控制選項
（1）進入求解控制對話框
選擇菜單路徑：Main Menu | Solution | Analysis Type | Sol’n Controls，將彈出求解控制(Solution Controls)對話框，如下圖所示。
（2）Basic選項卡
A：在設置ANTYPE和NLGEOM時，如果想開始一個新的分析且忽略幾何非線性（如大轉(zhuǎn)動、大撓度和大應變）的影響，那么選擇“Small Displacement Transient”選項；入股要考慮幾何非線性的影響（通常是受細長梁考慮大撓度或者金屬成型時考慮大應變），則選擇“Large Displacement Transient”選項；如果想重新開始一個失敗的非線性分析，或者將剛做完的靜力分析結果作為預應力，或者剛做完瞬態(tài)動力學分析，想要擴展其結果，選擇“Restart Current Analysis”選項。
B：在設置AUTOTS時，須記住荷載步選項（通常稱為瞬態(tài)動力學最優(yōu)時間步）是根據(jù)結構的響應來確定是否開啟。對大多數(shù)結構而言，推薦打開自動調(diào)整時間步長選項，并利用DELTIM和NSUBST設定時間積分步的最大和最小值。
（3）Transient選項卡
A：TIMINT：該動態(tài)荷載選項表示是否考慮時間積分的影響。當考慮慣性力和阻尼時，必須考慮時間積分的影響，否則，ANSYS只會給出靜力分析解，所以默認情況下，該選項是打開的。從靜力學分析的結果開始瞬態(tài)動力學分析時，該選項特別有用，也就是說，第一個荷載步不考慮時間積分影響。
B：ALPHAD和BETAD：該動態(tài)選項表示阻尼。阻尼是已知的而且不可忽略的，所以必須考慮。
C：TINTP：該動態(tài)荷載選項表示瞬態(tài)積分參數(shù)，該參數(shù)用于Newmark時間積分方法。
（4）設置其他求解控制選項
在瞬態(tài)動力學中的其他求解選項（如應力剛化效應、牛頓-拉普森選項、蠕變選項、輸出控制選項、結果外推選項）跟靜力學分析中是一樣的，不同的是預應力、阻尼、質(zhì)量矩陣等幾個選項。
A：預應力計算 【PSTRES】
ANSYS允許在分析中包含預應力，例如，可以將先前的靜力學分析或動力分析結果作為預應力施加到當前分析上，它要求必須存在先前結果文件。
B：阻尼選項 【MP,DAMP/COMBIN7等】
利用該選項加入阻尼。在大多數(shù)情況下，阻尼是已知的，不能忽略�？梢栽谒矐B(tài)動力學分析中設置如下幾種阻尼形式：
材料阻尼（MP,DAMP）
單元阻尼（COMBIN7等）
C：質(zhì)量矩陣公式 【LUMPM】
5. 指定載荷步選項
下面是瞬態(tài)動力學分析中用到的載荷步選項。
(1) 普通選項
� Time (時間)
這個選項指定載荷步的終止時間。第一個載荷步的缺省值是1.0，以后每一個載荷步都遞增1.0。盡管時間對靜力分析沒有物理意義(除了蠕變、粘塑性或其他的依材料性質(zhì)而定的行為)，但涉及到載荷步、載荷子步時是很方便的工具。
命令：TIME
GUI：Main Menu | Solution | Load Step Opts | Time/Frequence | Time & Time Step/Time & Substeps
� Integration Time Step (時間步大小)
這個選項用來定義當前載荷步的大小。
命令：DELTIM /NSUBST
GUI：Main Menu | Solution | Load Step Opts | Time/Frequence | Time & Time Step/Time & Substeps
� Automatic Time Stepping (自動時間步)
對于非線性分析，該選項決定子步間載荷增加的程度，并在求解時決定增大還是減小時間步。缺省為程序選擇(Prog Chosen)
命令：AUTOTS
GUI：Main Menu | Solution | Load Step Opts | Time/Frequence | Time & Time Step/Time & Substeps
� Stepped or Ramped Loads (斜坡或階躍選項)
這個選項用來確定所加載荷值是按階躍加載(KBC,1)，還是用斜坡加載(KBC,0)，如果是階躍加載，全部載荷值加在了第一個載荷子步，后續(xù)載荷步的載荷值和第一個保持同值。缺省時是斜坡加載，每個子步的載荷值順次增加。
命令：KBC
GUI：Main Menu | Solution | Load Step Opts | Time/Frequence | Time & Time Step/Time & Substeps
（2） 動力學選項
� TIMINT：Time Integration Effects (時間積分效果)
分析中考慮了慣性和阻尼影響時必須打開時間積分效果(否則將進行靜力學分析)。缺省時是要包含時間積分效果的。這一選項對以靜力學分析開始的瞬態(tài)動力學分析非常有用的：即第一個載荷步求解時應關閉時間積分效果。
� TINPT：Transient Integration Parameters (瞬態(tài)積分參數(shù))
這個參數(shù)是用來控制Newmark時間積分法特性的。
� 阻尼：ALPHAD/BETAD或DMPRAT
(3) 非線性選項
A：最多迭代次數(shù)（NEQIT）
GUI: Main Menu>Solution>Load Step Opts>Nonlinear>Equilibrium Iter
B：迭代收斂精度 （CNVTOL）
GUI: Main Menu>Solution>Load Step Opts>Nonlinear>Transient
C：預測校正選項（PRED）
GUI: Main Menu>Solution>Load Step Opts>Nonlinear>Predictor
D：線性搜索選項（LNSRCH）
GUI: Main Menu>Solution>Load Step Opts>Nonlinear>Line Search
E：蠕變選項（CRPLIM）
GUI: Main Menu>Solution>Load Step Opts>Nonlinear>Creep Criterion
F：終止求解選項（NCNV）
GUI: Main Menu>Solution>Load Step Opts>Nonlinear>Criteria to Stop
(4) 輸出控制選項
A：輸出控制（OUTPR）
B：數(shù)據(jù)庫和結果文件（OUTRES）
C：結果外推（ERESX）
GUI: Main Menu>Solution>Load Step Opts>Output Ctrls>Integration Pt
5．保存當前載荷步設置到載荷步文件中
對載荷/時間關系曲線上的每一個拐點重復第2、3、4步，可能需要有一個額外的延伸到載荷曲線上最后一個時間點之外的載荷步，以考察在瞬態(tài)動力載荷施加后結構的響應。
命令：LSWRITE
GUI：Main Menu | Solution | Write LS File
6．開始求解計算
命令：SOLVE
GUI：Main Menu | Solution | -Solve-Current LS
7．退出SOLUTION
命令：FINISH
GUI：Main Menu | Finish
14.3.3.3 觀察結果
瞬態(tài)動力學分析生成的結果保存在結構分析結果文件Jobname.RST中。其中包含下列數(shù)據(jù)。所有的數(shù)據(jù)都是時間的函數(shù)：基本數(shù)據(jù)、節(jié)點位移、派生數(shù)據(jù)、節(jié)點和單元應力應變、單元力和節(jié)點反作用力等。
可以用時間歷程后處理器POST26，或者普通后處理器POST1來觀察這些結果。POST26用于觀察模型中指定點處呈現(xiàn)為時間的函數(shù)的結果，POST1用于觀察在給定時間點整個模型的結果。
1．使用POST26
POST26要用到結果項/頻率對應關系表，即變量(variables)。每一個變量都有一個參考號，1號變量被內(nèi)定為頻率。
（1）用以下選項定義變量
Command：NSOL用于定義基本數(shù)據(jù)(節(jié)點位移)，ESOL用于定義派生數(shù)據(jù)(單元解數(shù)據(jù)，如應力)，RFORC用于定義反作用力數(shù)據(jù)，F(xiàn)ORCE用于定義合力、或合力的靜力分量、阻尼分量和慣性分量，SOLU用于定義時間步長、平衡迭代次數(shù)和響應頻率等
GUI：Main Menu | TimeHist Postpro | Define Variables
（2） 繪制變量變化曲線。通過觀察整個模型關鍵點處的時間歷程分析結果，就可以找到用于進一步POST1后處理臨界時間點。
命令：PLVAR
GUI：Main Menu | TimeHist Postpro | Graph Variables
（3）對變量進行列表。
命令：PRVAR,EXTREM
GUI：Main Menu | TimeHist Postpro | List Variables
Main Menu | TimeHist Postpro | List Extremes
在POST26中還可以使用許多其它后處理功能，這里不再細講。
2．使用POST1查看結果
（1）讀入所需的結果集。用SET命令根據(jù)載荷步及子步序號或根據(jù)時間數(shù)值指定數(shù)
據(jù)集。
（2）顯示結構的變形形狀，應力、應變等的等值線，或者向量的向量圖等。下面介紹常用的瞬態(tài)動力學分析POST1操作。
.. 選項：List Reaction Forces and Moments
用于列車在約束點處的反作用力和反作用力矩。
命令：PRRSOL
GUI：Main Menu | General Postproc | List Results | Reaction Solu
.. 選項：Display Deformed Shape
命令：PLDISP
GUI：Main Menu | General Postproc | Plot Results | Deformed Shape
用PLDISP命令的KUND域可設置將未變形形狀疊加在顯示結果中。
.. 選項：Line Element Results
命令：ETABLE
GUI：Main Menu | General Postproc | Element Table | Define Table
對線單元，象梁、桁條、和管子，可以用ETABLE命令獲得導出數(shù)據(jù)（應力，應變，等等）。結果數(shù)據(jù)通過一個標識和一個ETABLE命令中的順序號或部件名組合起來加以區(qū)分。
.. 選項：Contour Displays
命令：PLNSOL或PLESOL
GUI：Main Menu | General PostProc | Plot Results | -Contour Plot-Nodal Solu
使用這些選項可繪制幾乎所有結果項的等值線圖，如應力（SX，SY，SZ），應變（EPELX，EPELY，EPELZ）和位移（UX，UY，UZ）。
PLNSOL和PLESOL命令的KUND域可用來設置將未變形形狀疊加在顯示結果中。
.. 選項：Tabular Listings
命令：PRNSOL（節(jié)點結果）
PRESOL（一個單元接一個單元的結果）
PRRSOL（反作用數(shù)據(jù)）
GUI：Main Menu | General Postproc | List Results | solution option
Main Menu | General Postproc | List Results | -Sorted Listing- Sort NodesorSort Elems
可以利用NSORT和ESORT命令在列表之前對數(shù)據(jù)排序。
