本文介紹了ANSYS做慣性釋放分析的相關方法。

　　通常我們做線性靜力分析需要保證結構沒有剛體位移，否則求解器沒有辦法計算。但是很多分析，例如飛機在飛行時,輪船在航行時，要想計算結構上的應力分布，需要采用慣性釋放(inertia relief)，在結構上施加一個虛假的約束反力來保證結構上合力的平衡。

　　慣性釋放是MSC.NASTRAN或ANSYS中的一個高級應用，允許對完全無約束的結構進行靜力分析。簡單地說就是用結構的慣性(質量)力來平衡外力。盡管結構沒有約束，分析時仍假設其處于一種“靜態”的平衡狀態。采用慣性釋放功能進行靜力分析時，只需要對一個節點進行6個自由度的約束(虛支座)。針對該支座，程序首先計算在外力作用下每個節點在每個方向上的加速度，然后將加速度轉化為慣性力反向施加到每個節點上，由此構造一個平衡的力系(支座反力等于零)。求解得到的位移描述所有節點相對于該支座的相對運動。

　　當結構上承受一系列載荷作用時，ANSYS提供的慣性釋放的功能可計算結構與所承受載荷平衡所需要的加速度，此時結構上的位移約束只能約束剛體運動，且計算的約束點上的反力應為零。

　　因為加速度是根據單元質量矩陣和所施加載荷計算的，包括平移和旋轉加速度，所以輸入數據中一定要有材料密度。下面為一小例子：

　　fini

　　/clear,start

　　/prep7

　　et,1,45

　　mp,ex,1,2e9

　　mp,dens,1,7000

　　mp,nuxy,1,0.3

　　!blc5,,,1,1,1

　　blc4,,,1,1,1

　　esize,0.2

　　vmesh,1

　　asel,s,loc,z,0

　　sfa,all,1,pres,100

　　!asel,s,loc,x,-0.5

　　asel,s,loc,x,

　　da,all,ux,

　　!asel,s,loc,y,-0.5

　　asel,s,loc,y,

　　da,all,uy,

　　asel,all

　　irlf,1

　　/solu

　　solve

　　irlist

　　當結構上承受一系列載荷作用時，ANSYS提供的慣性釋放的功能可計算結構與所承受載荷平衡所需要的加速度，此時結構上的位移約束只能約束剛體運動，且計算的約束點上的反力應為零。

　　因為加速度是根據單元質量矩陣和所施加載荷計算的，包括平移和旋轉加速度，所以輸入數據中一定要有材料密度。下面為一小例子：

　　fini

　　/clear,start

　　/prep7

　　et,1,45

　　mp,ex,1,2e9

　　mp,dens,1,7000

　　mp,nuxy,0.3

　　!blc5,,,1,1,1

　　blc4,,,1,1,1

　　esize,0.2

　　vmesh,1

　　asel,s,loc,z,0

　　sfa,all,1,pres,100

　　!asel,s,loc,x,-0.5

　　asel,s,loc,x,

　　da,all,ux,

　　!asel,s,loc,y,-0.5

　　asel,s,loc,y,

　　da,all,uy,

　　asel,all

　　irlf,1

　　/solu

　　solve

　　irlist

　　利用質量釋放提取重心坐標：

　　finish

　　/clear

　　/prep7

　　block,,10,,20,,50

　　block,,10,,20,50,100

　　et,1,186

　　mp,ex,1,210e3

　　mp,prxy,1,0.3

　　mp,dens,1,7.85e-9

　　mp,ex,2,4200e3

　　mp,prxy,2,0.3

　　mp,dens,2,9.30e-9

　　lesize,all,5

　　vatt,1

　　vmesh,1

　　vatt,2

　　vmesh,2

　　IRLF,1

　　/solu

　　!nsel,s,loc,y,0

　　!d,all,all

　　nsel,s,loc,y,20

　　!f,all,fx,-1

　　!f,all,fy,-1

　　!f,all,fz,-1

　　allsel,all

　　solve

　　*get,xx,elem,0,mc,x

　　*get,yy,elem,0,mc,y

　　*get,zz,elem,0,mc,z