ANSYS中三种瞬态动力分析方法对比（Full、Reduced、Mode Superpo

ANSYS中求解地震这种随时间变化荷载的瞬态动力分析方法有三种：Full（完全）法、Reduced（缩减）法以及Mode Superposition（模态叠加）法。

1、Full（完全）法

Full法采用完整的系统矩阵计算瞬态响应，允许包括各类非线性特性

优点：

（1）容易使用，不必关系选择主自由度或振型

（2）允许包含各种类型的非线性特性

（3）采用完整矩阵，因此不涉及质量矩阵近似

（4）一次处理过程中计算所有位移和应力

（5）允许施加各种类型的荷载:节点力、外加位移及单元荷载

（6）接受在实体模型上施加的荷载

缺点:计算工作量大，对计算机的速度、存储容量要求高，开销较大。

2、Redueed（缩减）法

Reduced法通过采用主自由度及缩减矩阵压缩问题的规模。在主自由度上的位移被计算出来后，ANSYS可将扩展到初始的完整自由度集上。

优点是比Full法快且开销小

缺点：

（1）初始解只计算出主自由度上的位移。要得到完整的位移、应力和力解，则须进行扩展处理

（2）不能施加单元荷载，但允许有加速度

（3）所有的荷载必须加在用户定义的主自由度上

（4）整个瞬态分析的过程中时间步长必须保持恒定，因此不允许用自动时间步长

（5）只允许简单的点一点接触非线性

3、Mode Superposition（模态叠加）法

Mode Superposition（模态叠加）法是通过对模态分析得到的振型（特征值）乘上参与因子并求和来计算结构的响应。

优点：

（1）对于许多问题，它的速度更快，开销更小

（2）在模态分析时施加的荷载可以通过LVSCALE命令用于瞬态动力分析

（3）允许指定振型阻尼（阻尼比为模态数值的函数）

缺点:

（1）整个分析中时间步长必须保持恒定，不允许采用自动时间步长

（2）只允许的非线性点-点接触

（3）不能用于分析“未固定’，或不连续的结构

（4）采用Power Dynamics模态提取法时，初始条件不能有预加的荷载或位移

（5）不接受外加的非零位移。