隨著有限元分析技術的發展，工程師們已經不再滿足於單步單載荷的靜力分析了。為了更好地了解系統的結構動力學特性，我們會採用瞬態分析方法。瞬態有限元分析可直接計算輸出結構動響應歷程，但每個時間步輸出一次全場應力和變形必然導致計算耗時長，結果文件過於龐大。因此，我們常常會對結構或系統進行多載荷步的穩態分析，又稱準靜態分析，以幫助我們快速了解系統及其對外力的響應。
多步準靜態分析
儘管準靜態在實際上並不存在，但作為一種基本力學模型，在工程實踐上具有重要意義。很多實際問題可以近似歸入準靜態問題，並滿足工程上的精度要求。準靜態分析考慮了邊界條件隨時間變化的狀況，可以得到在不同外界條件下系統或結構響應。尤其是對於包含有接觸、碰撞、塑性、蠕變、膨脹、粘彈性材料等非線性問題，多步準穩態分析可以快速地得到近似結果。而對於那些系統慣性可以忽略不計的動力學問題，準靜態分析的結果是可以直接用於工程實際的。
值得注意的是，準靜態分析忽略了慣性、阻尼、和頻率等影響。對於慣性無法忽略的系統或結構，準靜態分析也為我們下一步進行全瞬態分析提供可靠的數值參考。
步的概念
在多步有限元分析中，常會遇到兩個關於步的重要概念：
步（Step）：通常指載荷步，在分析過程中，將整個加載過程分為若干個先後步驟；如分析彈塑性問題時，第一步加載，第二步卸載；當然加載過程也可以分解成多個Step，不過通常這個可以在求解過程中由多個子步(Substep)實現。
子步（Substep）：如果每個載荷步（Step）是非線性的，為了求解，將其分解為多個Substep，保證每個Substep收斂，最終實現每個Step收斂。
多步準靜態分析的計算機制
準靜態的每個荷載步都是獨立計算的，與前後荷載步均無關。雖然看上去後續荷載步是在前步的基礎上計算的，然而每步計算是以結構的初始構形為基礎。可以根據你本步的約束和荷載直接求解，而不用關心第一個荷載步。其結構對應的是你的約束和荷載情況，與前後荷載步均無關。
常見分析步驟
為了更好理解多載荷步，我們在有限元軟體上來看一下如何設置多載荷步分析。本案例使用簡單懸臂梁為例，外力隨步數或時間變化。基本步驟為：
建立模型
劃分有限元網格
設置載荷步數
設置多步邊界條件
計算評價計算結果
可以發現，無論是線性分析或非線性分析，多載荷步和單載荷步的處理方式是一樣的。區別只是在於載荷步數的設置，和邊界條件對於每步的設置。
實例
下面我們以有限元軟體WELSIM為例，來看一個多步準線性分析實例。
添加三維塊狀（Box）幾何體，並設置長寬高分別為 1x1x10 英寸（in）。
在網格設置中，設置最大單元尺寸為0.2 in，並按照高階（Quadratic）網格劃分Tet10單元。
多載荷步和單載荷步分析最大不同的就是載荷步數的不同。本例中我們設置3個載荷步。分析設置中，將載荷步數（Number of Steps）設置為3。雙擊分析設置（Study Settings）節點，可以看到彈出表格中顯示了所有載荷步下的對應設置，其餘保持默認。
梁的一端固定。
梁的另一端，由於是多載荷步，邊界條件的屬性窗口已經不能滿足數值的輸入。需要在表格窗口中，對應載荷步和綱量輸入對應的值。這裡在Y方向對應每個載荷步分別施加6000, -900, 6000 lb的力。其他方向力為零。
邊界條件設置完成後，點擊計算，很快就能得到結算結果。
第一個載荷步作用下，Y方向上的變形結果。
在第一個載荷步下的von-Misies應力結果。
可以看到由於邊界條件的變化，變形和應力也隨之波動。第一載荷步和第三載荷步的結果一致，說明準靜態忽略了慣性和頻率的影響。但作為一種快速便捷的變載荷分析方法，多步準穩態分析還是具有很多實際工程作用的。
最後附上操作視頻，供大家參考。
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