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一线工程师总结AnsysWorkbench之Mechanical应用——分析设置对于结构静力学中的简单线性问题，不需要对其进行设置，但是对于复杂的分析需要设置一些控制选项。
分析设置是在Mechanical分析树的Static Structural下的Anslysis Settings细节设置中。
本文主要对载荷步控制、求解器控制、重启控制、非线性控制、输出控制、分析数据管理进行介绍。
1 载荷步控制载荷步控制用于指定求解步数和时间。
在非线性分析时，用于控制时间步长。
载荷步控制也用于创建多载荷步，如螺栓预紧载荷。
1.1 载荷步与子步载荷步、子步和平衡迭代是控制加载求解过程的三个载荷时间历程节点。
1.1.1 载荷步在线性静力学分析或稳态分析中，可以使用不同的载荷步施加不同的载荷组合。
在瞬态分析中，可以将多个载荷步加载到同一加载历程曲线的不同时间点。
注意：载荷可以分步，约束不能分步。
实例1，固定矩形条一端，在另一端分3步加载载荷，第一步只加载100N的力，第二步只加载10000Nm的逆时针扭矩，第三步推力与扭矩共同作用，求每一步的变形。
Step1，设置零件材料，接触关系，网格划分，过程略。
Step2，分析设置，将载荷步设置为3，其余默认。
Step3，设置边界条件，如下图。
载荷默认都是渐增(斜坡)加载的，用一个载荷步将载荷从0增加到设定值。
选中分析树中的Force，在信息窗口中出现了Tabular Data表格和Graph图表，代表了Force的加载历程，在第一步中，力从0渐变到100，并在第二三步中保持。
对于静力学分析，渐增加载与恒定加载计算无区别，本例将力与扭矩都改为恒定加载，在表格第一行将数字改为设定值。
要想Force在第二步不起作用，只需要点击图表的第二步区域或表格对应行，右击选择Activate/Deactive at this step!（在此步激活/取消），此载荷便在第二步中消失。
同样设置Moment载荷，使它在第一步中不起作用。
整个计算过程包括2个分析步，第1步做屈曲分析，第2步做极限强度分析。
第1步：屈曲分析载荷步定义如下：Step 1-InitialStep 2- Buckle并在Model-Edit Keywords的图中位置加入下面的文字，输出屈曲模态*nodefile, global=yesU,Create job 名称为“Buckling”点击continue，完成第1步的计算。
第2步：极限强度分析将“buckle”分析步替换为“riks”分析步在Basic选项卡中，Nlgeom：选择打开在Instrumentation选项卡中，定义如下参数，然后点击OK定义一个新计算工作，输入名称，点击continue在Parallelization选项卡，选择2个CPU，如下所示，点击OK。
在此编辑Model-edit keywords，删除“第1步”加入的文字“*nodefile, global=yesU,”，并在下图位置加入下段文字：*imperfection, file=buckling, step=11,点击OK，再保存文件。
最后提交计算。
提取计算结果进入visualization Module 点击 Create XY data选择 ODB filed output，点击continuePosition选择 Unique Nodal， CF：point loads选择 CF2，再点击elements/nodes选项卡，选择跨中载荷加载点，最后点击save。
重复上一步操作，Position选择 Unique Nodal， U：spatial displacement 选择 U3，再点击elements/nodes选项卡，选择板格中心点，最后点击save。
点击Create XY data, 选择operate on XY data，点击continue选择Combine（X,X）命令，横坐标选择保存的displacement曲线，纵坐标选择保存的Point load曲线，点击最后一行Create XY Data与Save as。
workbench载荷步结果运算
Workbench载荷步结果运算。
在工程领域中，使用有限元分析软件进行载荷步结果运算是非常常见的。
Workbench是一款功能强大的有限元分析软件，它可以帮助工程师们对结构和零部件进行各种载荷步结果的运算和分析。
载荷步结果运算是指在对结构施加不同载荷情况下，分析结构的响应和变形。
这种分析可以帮助工程师们了解结构在不同负载下的性能表现，从而指导设计和优化工作。
Workbench提供了丰富的载荷步结果运算功能，包括静力学、动力学、热力学等多种分析类型。
工程师们可以通过Workbench对结构在不同载荷情况下的应力、位移、应变等进行全面的分析和评估。
除了基本的载荷步结果运算功能，Workbench还提供了直观的可视化工具，帮助工程师们更直观地理解结构的响应情况。
同时，Workbench还支持结果的后处理和报告生成，使工程师们能够方便地与他人分享和交流分析结果。
总之，Workbench载荷步结果运算功能的强大和灵活性为工程师们提供了一个强大的工具，帮助他们更好地理解和分析结构在不同载荷情况下的性能表现，从而指导设计和优化工作。
3级载荷步lswrite施加FINISH !结束ANSYS分析/CLEAR !清空当前数据库/FILNAME,Cantilever,1!定义标题名，显示在ANSYS图形窗口中/PREP7 !进入前处理器模块/TITLE, Changing force on one point of a pole!定义单元和材料属性ET,1,PLANE42 !定义编号为1的单元为PLANE42 MP,EX,1,3.08e6 !定义材料编号为1的材料的弹性模量为3.08e6MP,PRXY,1,0.3 !定义材料的次泊松比为0.3!下边开始建模RECTNG,0,5,0,0.1!RECTNG:创建一个矩形以表示弹性杆AATT,1,,1 !将单元和材料属性赋予上述所建模型SMRTSIZE,1 !设置智能有限元网格划分的疏密度为1，即最高AMESH,ALL !划分网格ALLSEL,ALL !选中所有内容SAVE !保存数据库内容FINISH !退出前处理器!下面进入求解器完成载荷的施加和求解/SOLU !进入求解器ANTYPE,TRANS !定义分析类型，这里选暂态分析!下面对模型施加自由度约束LSEL,S,LOC,X,0!选中X坐标为0的线DL,ALL,1,UX,0!给线施加UX=0的边界条件DL,ALL,1,UY,0!给线施加UY=0的边界条件!下面开始定义第一个载荷步KSEL,S,LOC,X,5!选中X坐标为5的所有关键KSEL,R,LOC,Y,0.1!在上述选中的关键点中重新选择Y坐标为0.1节点FK,ALL,FY,-5e3!对所选择的关键点施加压力集中载荷，值为-5e3，即沿着Y轴向下TIME,5!定义第一个载荷步结束的时刻，这里的5表示从零时刻到第5秒KBC,0!指定为斜坡加载方式，0为递增载荷类型的标识符号NSUBST,5!指定在第一个载荷步中的子步数ALLSEL,ALL!重新选中数据库中所有模型LSWRITE,1,!创建第一个载荷步文件，编号为1!下面定义第二个载荷步KSEL,S,LOC,X,5!选中X坐标为5的所有关键点KSEL,R,LOC,Y,0.1!在上述选中的关键点中重新选择Y坐标为0.1节点FK,ALL,FY,-5e3!对所选择的关键施加压力集中载荷TIME,10!定义第二个载荷步结束的时刻，这里的10表示从第一个载荷结束的时刻到第10秒KBC,1!指定为阶跃载荷，1为阶跃载荷类型的标识符号NSUBST,5!指定在第二个载荷步中的子步数ALLSEL,ALL!重新选中数据库中所有模型LSWRITE,2,!创建第二个载荷步文件，编号为2!下面定义第三个载荷步KSEL,S,LOC,X,5!选中X坐标为5的所有关键点KSEL,R,LOC,Y,0.1!在上述选中的关键点中重新选择Y坐标为0.1节点FK,ALL,FY,-5e4!对所选择的关键点施加压力集中载荷TIME,15!定义第三个载荷步结束的时刻，这里的15表示从第二个载荷结束的时刻到第15秒KBC,1!指定为阶跃载荷，1为阶跃载荷类型的标识符号NSUBST,5!指定在第三个载荷步中的子步数ALLSEL,ALL!重新选中数据库中所有模型LSWRITE,3!创建第三个载荷步文件，编号为3OUTPR,ALL,ALL!指定输出所有的数据，即在每一个子步结束时都输出一次数据LSSOLVE,1,3,1!LSSOLVE为Load Step SolveFINISH !退出求解器!求解完毕后，进入通用后处理器查看求解结果/POST1 !进入通用后处理器SET,,,1,,5!从结果文件中读取第5秒时刻的数据，命令中的1表示按照原来数据大小读取，不进行缩放PLNSOL, EPEL,Y,0,1.0!画出节点求解值Y方向弹性应变分布，SET,,,1,,15!从结果文件中读取第15秒时刻的数据，这一时刻已经进入第二个载荷步PLNSOL, EPEL,Y,0,1.0!画出节点求解值Y方向弹性应变分布。
ANSYS瞬态传热分析教程瞬态传热分析的定义瞬态热分析用于计算一个系统的随时间变化的温度场及其它热参数。
在工程上一般用瞬态热分析计算温度场，并将之作为热载荷进行应力分析。
瞬态热分析的基本步骤与稳态热分析类似。
主要的区别是瞬态热分析中的载荷是随时间变化的。
为了表达随时间变化的载荷，首先必须将载荷～时间曲线分为载荷步。
载荷～时间曲线中的每一个拐点为一个载荷步，如下图所示。
对于每一个载荷步，必须定义载荷值及时间值，同时必须选择载荷步为渐变或阶越。
瞬态热分析中的单元及命令瞬态热分析中使用的单元与稳态热分析相同。
要了解每个单元的详细说明，请参阅《A NSYS Element Reference Guide》ANSYS 瞬态热分析的主要步骤建模加载求解后处理建模确定jobname、title、units, 进入PREP7；定义单元类型并设置选项；如果需要，定义单元实常数；定义材料热性能：一般瞬态热分析要定义导热系数、密度及比热；建立几何模型；对几何模型划分网格。
加载求解1、定义分析类型如果第一次进行分析，或重新进行分析GUI: Main Menu>Solution>Analysis Type>New Analysis>TransientCommand: ANTYPE,TRANSIENT,NEW如果接着上次的分析继续进行（例如增加其它载荷）GUI: Main Menu>Solution>Analysis Type>RestartCommand: ANTYPE,TRANSIENT,REST2、获得瞬态热分析的初始条件①、定义均匀温度场如果已知模型的起始温度是均匀的，可设定所有节点初始温度Command:TUNIFGUI: Main Menu> Solution>-Loads->Settings>Uniform Temp如果不在对话框中输入数据，则默认为参考温度，参考温度的值默认为零，但可通过如下方法设定参考温度：Command:TREFGUI: Main Menu> Solution>-Loads->Settings>Reference Temp注意：设定均匀的初始温度，与如下的设定节点的温度（自由度）不同Command:DGUI: Main Menu>Solution>-Loads->Apply>-Thermal->Temperature>On Nodes初始均匀温度仅对分析的第一个子步有效；而设定节点温度将保持贯穿整个瞬态分析过程，除非通过下列方法删除此约束：Command:DDELEGUI: Main Menu> Solution>-Loads->Delete>-Thermal-Temperature>On Nodes②、设定非均匀的初始温度在瞬态热分析中，节点温度可以设定为不同的值：Command:ICGUI: Main Menu> Solution>Loads>Apply>-Initial Condit'n>Define如果初始温度场是不均匀的且又是未知的，就必须首先作稳态热分析确定初始条件：设定载荷（如已知的温度、热对流等）将时间积分设置为OFF：Command: TIMINT, OFFGUI: Main Menu> Preprocessor>Loads>-Load Step Opts-Time/Frequen c>Time Integration设定一个只有一个子步的，时间很小的载荷步（例如0.001）：Command: TIMEGUI: Main Menu> Preprocessor>Loads>-Load Step Opts-Time/Frequen c>Time and Substps写入载荷步文件：Command:LSWRITEGUI: Main Menu> Preprocessor>Loads>Write LS File或先求解：Command:SOLVEGUI: Main Menu> Solution>Solve>Current LS注意：在第二载荷步中，要删去所有设定的温度，除非这些节点的温度在瞬态分析与稳态分析相同。
2.1 载荷概述有限元分析的主要目的是检查结构或构件对一定载荷条件的响应。
因此，在分析中指定合适的载荷条件是关键的一步。
在ANSYS程序中，可以用各种方式对模型加载，而且借助于载荷步选项，可以控制在求解中载荷如何使用。
2.2 什么是载荷在ANSYS术语中，载荷（loads）包括边界条件和外部或内部作用力函数，如图2-1所示。
不同学科中的载荷实例为：结构分析：位移，力，压力，温度（热应变），重力热分析：温度，热流速率，对流，内部热生成，无限表面磁场分析：磁势，磁通量，磁场段，源流密度，无限表面电场分析：电势（电压），电流，电荷，电荷密度，无限表面流体分析：速度，压力图2-1 “载荷”包括边界条件以及其它类型的载荷载荷分为六类：DOF约束，力（集中载荷），表面载荷，体积载荷、惯性力及耦合场载荷。
·DOF constraint（DOF约束）将用一已知值给定某个自由度。
例如，在结构分析中约束被指定为位移和对称边界条件；在热力分析中指定为温度和热通量平行的边界条件。
·Force（力）为施加于模型节点的集中载荷。
例如，在结构分析中被指定为力和力矩；在热力分析中为热流速率；在磁场分析中为电流段。
·Surface load（表面载荷）为施加于某个表面上的分布载荷。
例如，在结构分析中为压力；在热力分析中为对流和热通量。
·Body load（体积载荷）为体积的或场载荷。
例如，在结构分析中为温度和fluences；在热力分析中为热生成速率；在磁场分析中为流密度。
·Inertia loads（惯性载荷）由物体惯性引起的载荷，如重力加速度，角速度和角加速度。
主要在结构分析中使用。
·Coupled-field loads（耦合场载荷）为以上载荷的一种特殊情况，从一种分析得到的结果用作为另一分析的载荷。
例如，可施加磁场分析中计算出的磁力作为结构分析中的力载荷。
其它与载荷有关的术语的定义在下文中出现。
3级载荷步lswrite施加FINISH !结束ANSYS分析/CLEAR !清空当前数据库/FILNAME,Cantilever,1!定义标题名，显示在ANSYS图形窗口中/PREP7 !进入前处理器模块 /TITLE, Changing force on one point of a pole!定义单元和材料属性ET,1,PLANE42 !定义编号为1的单元为PLANE42 MP,EX,1,3.08e6 !定义材料编号为1的材料的弹性模量为3.08e6MP,PRXY,1,0.3 !定义材料的次泊松比为0.3 !下边开始建模RECTNG,0,5,0,0.1!RECTNG:创建一个矩形以表示弹性杆AATT,1,,1 !将单元和材料属性赋予上述所建模型SMRTSIZE,1 !设置智能有限元网格划分的疏密度为1，即最高 AMESH,ALL !划分网格ALLSEL,ALL !选中所有内容SAVE !保存数据库内容FINISH !退出前处理器!下面进入求解器完成载荷的施加和求解/SOLU !进入求解器ANTYPE,TRANS !定义分析类型，这里选暂态分析!下面对模型施加自由度约束LSEL,S,LOC,X,0!选中X坐标为0的线DL,ALL,1,UX,0!给线施加UX=0的边界条件DL,ALL,1,UY,0!给线施加UY=0的边界条件!下面开始定义第一个载荷步KSEL,S,LOC,X,5!选中X坐标为5的所有关键KSEL,R,LOC,Y,0.1!在上述选中的关键点中重新选择Y坐标为0.1节点FK,ALL,FY,-5e3!对所选择的关键点施加压力集中载荷，值为-5e3，即沿着Y轴向下 TIME,5!定义第一个载荷步结束的时刻，这里的5表示从零时刻到第5秒 KBC,0!指定为斜坡加载方式，0为递增载荷类型的标识符号。
ANSYS 荷载步处理
1.荷载步中荷载的处理方式
无论是线性分析或非线性分析处理方式是一样的。
①对施加在几何模型上的荷载(如fk,sfa等)：到当前荷载步所保留的荷载都有效。
如果前面荷载步某个自由度处有荷载，而本步又在此自由度处施加了荷载，则后面的替代前面的；如果不是在同一自由度处施加的荷载，则施加的所有荷载都在本步有效(删除除外！)。
②对施加在有限元模型上的荷载(如f,sf,sfe,sfbeam等)：ansys缺省的荷载处理是替代方式，可用fcum,sfcum命令修改，可选择三种方式：替代(repl)、累加(add)、忽略(igno)。
当采用缺省时，对于同一自由度处的荷载，后面施加的荷载替代了前面施加的荷载(或覆盖)；而对于不是同一自由度的荷载(包括集中或分布荷载)，前面的和本步的都有效。
当采用累加方式时，施加的所有荷载都在本步有效。
特别注意的是，fcum只对在有限元模型上施加的荷载有效。
2.线性分析的荷载步
从荷载步文件(file.snn)中可以看到，本步的约束条件和荷载情况，而其处理与上述是相同的。
由于线性分析叠加原理是成立的，或者讲每步计算是以结构的初始构形为基础的，因此似乎可有两种理解。
①每个荷载步都是独立的：你可以根据你本步的约束和荷载直接求解(荷载步是可以任意求解的，例如可以直接求解第二个荷载步，而不理睬第一个荷载步:lssolve,2,2,1)，其结构对应的是你的约束和荷载情况，与前后荷载步均无关！（事实上，你本步可能施加了一点荷载，而前步的荷载继续有效，形成你本步的荷载情况）
②后续荷载步是在前步的基础上计算的(形式上！)。
以荷载的施加先后出发，由于本步没有删除前面荷载步的荷载，你在本步仅仅施加了一部分荷载, 而结构效应是前后荷载共同作用的结果。
不管你怎样理解，但计算结果是一样的。
(Ansys是怎样求解的，得不到证实。
是每次对每个荷载步进行求解，即[K]不变，而[P]是变化的，且[P]对应该荷载步
的所有荷载向量呢？或是[P]对应一个增量呢？不用去管他，反正结果一样) 也有先生问，想在第N步的位移和应力的基础上，施加第N+1步的荷载，如何？对线性分析是没有必要的，一是线性分析的效应是可以叠加的，二是变形很小(变形大时不能采用线性分析)。
总之，线性分析是可以理解为后续步是在前步的基础上计算的(当然都基于初始构形)。
3.非线性分析时的荷载步
如下两点是要明确的：
①对于保守系统(无能量耗散)，最后结果与荷载的施加顺序(或荷载历史、或加载路径)无关。
②后续荷载步计算是在前步的基础上(以前步的构形和应力为基础)计算的。
关于①：设置荷载步，并顺序求解；设置荷载步，直接求解荷载步2；不用荷载步，直接同时施加所有荷载；使用重启动，不设荷载步，顺序求解；使用生死单元等方法，其求解结果相同。
通过计算证明了荷载顺序不影响最终结果，从这里也证明了保守系统的计算结果与荷载路径无关。
关于②：虽然从file.snn比较看，除了非线性分析的设置外，几乎与线性分析的荷载步文件没有什么差别，
但如果顺序求解，则后续荷载步中用于每个子步计算的荷载=前步荷载不变+本步新施加的荷载按子步内插值。
而不是在本步有效的所有荷载点点施加。
举例1：重力和预应力分为两个荷载步，在求预应力作用时，重力不变，而将预应力按子步要求施加；所以这样计算即为考虑了重力的先作用，而预应力则在重力作用的基础上计算的。
即第二荷载步中的每个子步所对应的荷载=重力+预应力总荷载/nsubst，而不是=(重力+预应力总荷载)/nsubst.
举例2：设一悬臂梁，先在1/2处作用2000为第一荷载步，且设nsubst=10,time=1；然后悬臂端再作用3000，且nsubst=20，time=2,为第二荷载步。
顺序求解，则3000即在2000先作用的基础上计算的，即当time=1.6时，这时子步的荷载=2000+3000/20*(1.6-1.0)*20=3800，而不是(2000+3000) *0.6=3000。
