Abaqus/Explicit分析重要概念(2):各種阻尼的功能及設置方法/橡膠阻尼

在 Abaqus/Explicit 分析中,為了避免數值振蕩,一般都需要定義模型的阻尼, 定義方法主要包括以下幾種:

1)體積粘性(bulk viscosity)

體積粘性用于引入由于體積應變引起的阻尼,在研究高速動力分析的高階性能時,體積粘性是尤其必要的。體積粘性只是作為一個數值效應被引入,因此,材料點上的應力并不考慮體積粘性壓力的影響。
Abaqus/Explicit 有兩種體積粘性參數:線性體積粘性和二次體積粘性,可以在 Step 功能模塊中進行設置(如圖1所示)。 一般情況下,采用 Abaqus 的默認設置即可。


Abaqus/Explicit分析重要概念(2):各種阻尼的功能及設置方法/橡膠阻尼的圖1

圖1  設置體積粘性參數

2)材料阻尼

常用的材料阻尼是瑞利(Rayleigh)阻尼,在Property模塊的Mechanical菜單下定義(如圖2所示),它包含兩個阻尼參數 質量比例阻尼是關于質量矩陣的比例系數,主要用于消除低階振蕩;剛度比例阻尼是關于剛度矩陣的比例系數,主要用于消除高階振蕩。

Abaqus/Explicit分析重要概念(2):各種阻尼的功能及設置方法/橡膠阻尼的圖2

圖2  設置材料阻尼

關于材料阻尼的詳細介紹,請參見 Abaqus  幫助文檔《Abaqus Analysis User’s Manual》第20.1.1節“Material damping”和《Abaqus Keywords User’s Manual》中的關鍵詞

* DAMPING。

3)阻尼器(dashpot)單元

在 Property 功能模塊和 Interaction 功能模塊的Special菜單中都可以定義阻尼器單元(如圖3所示),其優點是可以僅在必要的節點上定義阻尼,其阻尼力與單元的兩個節點相對速度成正比。阻尼器單元必須與其他單元(如彈簧單元或桁架單元)同時使用,一般不會引起穩定極限值的顯著變化

Abaqus/Explicit分析重要概念(2):各種阻尼的功能及設置方法/橡膠阻尼的圖3

圖3  定義阻尼器單元



歸納總結:
1、三種阻尼分別在不同的模塊中定義,用戶應該區分。 與材料特性相關的阻尼應該在Property功能模塊定義; 與分析求解相關,幫助Abaqus求解器求解分析的阻尼應該在Step模塊中定義; 而與局部效應和相互作用相關的阻尼,則在Property功能模塊和Interaction功能模塊的Speicial菜單中定義;
2、Step模塊中的阻尼系數通常取默認值即可; Property功能模塊中的材料阻尼通常需要由實驗數據來確定,如果需要定義局部節點和單元的阻尼,也應由實驗數據或經驗確定;
3、如果用戶希望查閱包含阻尼關鍵字的INP文件,可以利用abaqus find keyword快速查找(如圖4所示),然后利用abaqus fetch job=***命令提取對應的INP文件(如圖5所示):

Abaqus/Explicit分析重要概念(2):各種阻尼的功能及設置方法/橡膠阻尼的圖4

圖4  利用abaqus findkeywor命令快速查閱包含所需關鍵詞的INP文件

Abaqus/Explicit分析重要概念(2):各種阻尼的功能及設置方法/橡膠阻尼的圖5

圖5  利用abaqus fetch job=*** 命令提取包含所需關鍵詞的INP文件

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