本文用一个简单的例子来介绍采用ANSYS开展地震分析(包括静态分析、模态分析、反应谱分析和LS-DYNA时程分析)的一些概念,并给出详细的命令流,希望能够给那些初学者一些启示和帮助。本文命令流在ANSYS15.0下测试通过。

刻的动态响应问题。时程分析法常见的有显式动态时间积分法和Newmark隐式时间积分法。其中，ANSYS LS-DYNA显式动态分析程序功能强大，能够模拟各种复杂问题。此外，LS-PrePost是一套专为LS-DYNA开发的有限元前后处理软件，可用来对ANSYS LS-DYNA计算数据进行后处理。

考虑阻尼的系动力学平衡方程为：

[M]d [C]d [K] d F (4-1)

其中，[M]是质量矩阵；[K]是系统刚度矩阵；[C]是阻尼矩阵；d、d和 d 分别是加速度、速度和位移向量；包括直接作用的外力和体力。 f 是外力载荷向量，对于非线性问题，（4-1）式需要采用牛顿-拉普森等迭代方法求解，即逐步施加外载荷。忽略阻尼，则迭代求解时，t时刻（4-1）式可写成：

at M

其中，Ftint表示内力，表达式为：

1

F

T

ext

t

int

Ft (4-2)

Fint

B d F

contact

(4-3)

上式中，B是单元应变-位移矩阵， 是单元应力，Fcontact是接触力。于是根据中心差分时间算法，可得速度和节点位移：

vt t/2 vt t/2 t at (4-4) dt t dt t vt t/2 (4-5)

以上过程即为LS-DYNA显式时间积分算法流程。

不同于前述分析，单元类型需要做相应修改，梁采用NEAM161单元。本例子选择PKPM中的TH2TG035天然波的主方向地震加速度曲线，对应的地震特征周期为0.35s，最大加速度值为0.167g。取其中的0-30s地震加速度数据，在ANSYS LS-DYNA将该数据作为x方向地震加速度载荷，如图7所示。