5.1 线性静力学分析简介
线性静力学分析是最基本、应用最广的分析类型，用于线弹性材料静态加载的情况。
线性分析有两方面的含义：材料为线性，应力应变关系为线性，变形是可恢复的；结构发生的是小位移、小应变、小转动，结构刚度不因变形而变化。
线性分析除了线性静力学分析，还包括线性动力分析，而线性动力分析又包括以下几种典型的分析：模态分析、谐响应分析、响应谱分析、随机振动分析、瞬态动力学分析及线性屈曲分析。
与线性分析相对应的就是非线性分析，非线性分析主要分析的是大变形等。ANSYS Workbench平台可以很容易地完成上述任何一种分析及任意几种分析的联合计算。
5.1.1 线性静力学分析
所谓静力，就是结构受到静态荷载的作用，可以忽略惯性和阻尼。在静态载荷作用下，结构处于静力平衡状态，此时必须充分约束，但由于不考虑惯性，质量对结构没有影响。在很多情况下，如果荷载周期远远大于结构自振周期（即缓慢加载），则结构的惯性效应可以被忽略，这种情况可以简化为线性静力学分析来进行。
ANSYS Workbench 2020的线性静力学分析可以将多种载荷组合到一起进行分析，即可以进行多工况的力学分析。
如图5-1所示为ANSYS Workbench 2020平台进行静力学分析的流程，其中项目A为利用ANSYS软件自带求解器进行静力学分析的流程卡，项目B为利用ABAQUS软件求解器进行静力学分析的流程卡，项目C为利用Samcef软件求解器进行静力学分析的流程卡。
图5-1 静力学分析流程1
在项目A中有A1～A7共7个表格（如同Excel表格），从上到下进行设置，即可完成一个静力学分析过程。
A1：静力学分析求解器类型，即求解的类型和求解器的类型。
A2：工程数据，即材料库，从中可以选择和设置工程材料。
A3：几何数据，即几何建模工具或导入外部几何数据的平台。
A4：前处理，即几何模型材料赋予，以及网格设置与划分平台。
A5：参数设置，即对分析过程所需的边界条件等进行设置。
A6：有限元分析，即求解计算有限元分析模型。
A7：后处理，即完成应力分布及位移响应等云图的显示。
5.1.2 线性静力学分析流程
如图5-2所示为静力学分析流程，在每个表格右侧都有一个提示符号，如对号（√）、问号（？）等。在流程分析过程中遇到的各种提示符号及含义如图5-3所示。
图5-2 静力学分析流程2
图5-3 提示符号及含义
5.1.3 线性静力学分析基础
由经典力学理论可知，物体的动力学通用方程为
式中，M是质量矩阵；C是阻尼矩阵；K是刚度矩阵；x是位移矢量；F（t）是力矢量；x′是速度矢量；x′′是加速度矢量。
而在现行结构分析中，与时间t相关的量都将被忽略，于是上式可以简化为
下面通过几个简单的实例介绍一下静力学分析的方法和步骤。