阻尼比
關注創建者：月亮中的魚 創建時間：2021-03-28
阻尼比的視頻教程
基于拓撲優化車身阻尼材料仿真分析解決方案
瀝青阻尼材料可有效吸收汽車行駛中鋼板振動所產生的能量，但在夏季經過太陽的暴曬，鋼板最高的溫度有可能超過100，瀝青阻尼材料分解釋放處含多環芳烴氣體，造成車內異味，且該氣體是一種致癌物質，會對人體造成傷害。水基阻尼材料與瀝青阻尼材料相比，具有便于施工，無異味、阻尼性好等優點，而且密度小，在滿足性能要求的前提下可有效降低阻尼材料在整車中的質量。
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擠壓/滑動軸承剛度阻尼特性計算軟件SML-BSDC介紹
擠壓/滑動軸承剛度阻尼特性計算軟件SML-BSDC V1.0 擠壓/滑動軸承剛度阻尼特性計算軟件是由斯姆勒數值仿真技術研究院的寧老師CAE團隊開發 基于有限元技術開發 基于大型通用商業有限元軟件ANSYS進行二次開發 目前適用于擠壓軸承和滑動軸承的工作特性計算、剛度計算和阻尼特性計算 適用于油膜和氣膜等薄膜擠壓軸承和滑動軸承 滾珠軸承的計算軟件正在開發中，將在后續版本中進行增補
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【STKO助力OpenSEES系列】帶減震裝置（軟鋼阻尼器或者自復位阻尼器）混凝土框架結構的動力時程
【STKO助力OpenSEES系列】帶減震裝置（軟鋼阻尼器或者自復位阻尼器）混凝土框架結構的動力時程分析教程
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阻尼比的實例教程
一、阻尼的分類
粘性阻尼：當物體在流動中運動時發生。阻尼力與速度成正比，因此在動力學分析中要考慮粘性阻尼。比例常數C定義為阻尼常數，常用阻尼比ξ來量化表示。阻尼比ξ是阻尼常數C與臨界阻尼Ccr的比值。所謂臨界阻尼，就是使得物體不作周期性振動而能最快回到平衡位置。
結構阻尼或者滯后阻尼：是材料的固有特性，是材料內部摩擦產生的阻尼，在動力學分析中應當考慮。
摩擦阻尼：物體在干表面上滑動時產生的阻尼，阻尼力與垂直于表面的壓力成正比。動力學分析中一般不考慮。
二、粘性阻尼與結構阻尼的等效關系(以單自由度為例)
粘性阻尼力與速度成正比：
結構阻尼力與位移成比例：
假設結構的簡諧響應為:
對于粘性阻尼力：
對于結構阻尼力：
粘性阻尼和結構阻尼等效，可得：
如果：
那么：
臨界阻尼系數：
根據阻尼比定義：
因此在做動力學分析時，結構阻尼一般取阻尼比的2倍。
三、midas NFX中的阻尼功能
對于粘性阻尼的考慮：通過模態阻尼(臨界阻尼比、等效粘性阻尼、品質因子)、瑞利阻尼常數α、阻尼單元(Damper)、彈簧-阻尼單元(Bush)定義。
①瑞利阻尼
假定結構的粘性阻尼力正比于質點的運動速度，這時的單元阻尼矩陣為：
單元阻尼矩陣與單元質量矩陣成比例。
展開 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。
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。
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
。
展開 另一個用戶補充回復：
在手冊中的案例中，使用"betaKcomm"來定義Rayleigh阻尼（xi=0.02），并且"betaKCurrent"和"betaKinit"都為零，可能是因為這些案例主要是為了演示如何使用最后一個已提交時間步的剛度矩陣（"betaKcomm"）來應用阻尼。在結構動力學分析中，使用最后一個已提交步的剛度矩陣來應用阻尼是一種常見做法。
然而，選擇"betaKcomm"、"betaKCurrent"和"betaKinit"取決于具體的分析需求和假設。以下是對每種選項適用情況的簡要說明：
"betaKcomm"：當您希望基于最后一個已提交時間步的剛度矩陣應用阻尼時，通常使用這個選項。適用于希望在每個已提交步驟時更新阻尼的情況，如非線性分析。
"betaKCurrent"：當您希望基于非線性迭代中當前試驗步驟的剛度矩陣應用阻尼時使用此選項。通常在考慮非線性行為對阻尼影響時使用。
"betaKinit"：當您希望基于結構的初始剛度矩陣應用阻尼時使用此選項。適用于假設彈性模態特性且阻尼在分析過程中不會發生顯著變化的情況。
選擇哪種選項取決于具體的問題、分析要求和您希望準確捕捉的行為。
希望這次能滿足你的要求。如果還有其他問題，請隨時提問。謝謝。
fmk補充回復：
在與 Chopra 教授一起研究這個主題之后，我還沒有更新案例以反映這一點。因為很多示例已經在網上，獲取它們將會很有趣。
展開 因此一個好的直接積分方法應在高頻段具有一定的可控的數值阻尼，以有效地濾除虛假的高頻振型對系統響應的影響，同時在低頻段的數值阻尼應盡可能小，以保證結果的精度。除了能濾除虛假的高階振型的影響外，數值阻尼還有助于非線性問題迭代求解的收斂性，并且也有助于接觸等具有約束的問題的求解。可見，在低頻段譜半徑 ρ(D) 應盡可能接近于1，而在高頻段 ρ(D) 應逐步光滑地減小，并趨于某個給定值。
Wood建議(Wood WL. Practical time-stepping schemes. Oxford: Clarendon,1990)，當△t/ T(結構周期)趨于無窮大時，ρ(D)趨于0.5~0.8較為合適。
（采用Hilber-Hughes-Taylor方法，添加數值阻尼）
注意：結構在進行動力計算時，數值阻尼雖然能有效濾除虛假的高頻振型，但同時會增加結構計算誤差，使得結構輸入輸出總能量不同，多出數值阻尼產生的計算誤差能量。因此，數值阻尼不宜過大，且要施加可控有效的數值阻尼（特別是單自由度或者等效單自由度結構，如：隔震結構），也可為抑制高頻段的振動，增加剛度阻尼(詳見：【JY】結構瑞利阻尼與經濟訂貨模型)，該方法不會使得結構輸入輸出總能量不同，即結構能量是平衡的，但是計算手段視模型而定，不一定可行明顯有效。
展開 阻尼是動力分析的一大特點，也是動力分析中的一個易于引起困惑之處，而且由于它只是影響動力響應的衰減，出了錯不容易覺察。阻尼的本質和表現是相當復雜的，相應的模型也很多。ANSYS提供了強大又豐富的阻尼輸入，但也正以其強大和豐富使初學者容易發生迷惑這里介紹各種阻尼的數學模型在ANSYS中的實現，與在ANSYS中阻尼功能的使用。
1．比例阻尼
最常用也是比較簡單的阻尼大概是Rayleigh阻尼，又稱為比例阻尼。它是多數實用動力分析的首選，對許多實際工程應用也是足夠的。在ANSYS里，它就是 阻尼與 阻尼之和，分別用ALPHD與BETAD命令輸入。已知結構總阻尼比是 ，則用兩個頻率點上 阻尼與 阻尼產生的等效阻尼比之和與其相等，就可以求出近似的 阻尼與 阻尼系數來用作輸入：
（5.1.1）
求比例阻尼系數的擬合公式
用方程組（5.1.1）可以得到 阻尼與 阻尼系數值，然后用ALPHD與BETAD命令輸入，這種阻尼輸入既可以做full（完全）法的分析，也可以作減縮法與振型疊加法的分析，都是一樣的有效。
但是盡管 阻尼與 阻尼概念簡單明確，在使用中也要小心一些可能的誤區。首先， 阻尼與質量有關，主要影響低階振型，而 阻尼與剛度有關，主要影響高階振型；如果要做的是非線性瞬態分析，同時剛度變化很大時，那么使用 阻尼很可能會造成收斂上的困難；一樣的理由，有時在使用一些計算技巧時，比如行波效應分析的大質量法，加上了虛假的大人工質量，那么就不可以使用 阻尼。同樣，在模型里加上了剛性連接時，也應該檢查一下 阻尼會不會造成一些虛假的計算結果。
2．阻尼陣的計算
ANSYS中有多種辦法可以輸入阻尼特性。
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其可取之處主要體現在以下五個方面：
?? 相當致的“穩”與“準”
天生吸震：鑄鐵的阻尼系數是鋼材的610倍，能快速吸收電機運轉產生的振動，確保測量數據真實反映電機性能，而非平臺干擾。
長久穩定：經嚴格時效處理消除內應力，平臺長期使用也不會變形，保證測試基準“不漂移”。
阻尼設置的技巧，以及預應力疊加、疲勞分析等后處理方法。
概述：
本案例展示了阻尼器的諧響應分析仿真。通過對比有無粘彈性材料的兩種仿真工況，突出了粘彈性材料在阻尼減振中的作用。通過選擇合適的材料參數，粘彈性阻尼器能夠在高頻載荷范圍內有效抑制變形幅值。
20px; border: 0px;"><span style="font-weight: 700; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px;">6、汽車底盤系統：</span>底盤集成、底盤線控系統、自動轉向技術、自適應巡航控制系統、泊車輔助系統（ PLA）、 ABS/ASR/ESP集成控制系統、 自適應巡航控制系統(ACC)、 胎壓監控系統(TPMS)、可調阻尼控制系統
識別風敏感區域（角區、女兒墻），優化結構布置與阻尼系統設計，提升抗風安全性。
Ansys Fluent 中的分析顯示了格拉斯哥建筑物周圍的風速
2.通風設計優化
宏觀尺度可針對建筑群體（街區、校園），微觀尺度聚焦單體建筑布局，建立詳細的CFD三維模型，輸入當地氣象數據。
8、汽車底盤系統：底盤集成、底盤線控系統、自動轉向技術、 自適應巡航控制系統、 泊車輔助系統（ PLA）、 ABS/ASR/ESP集成控制系統、 自適應巡航控制系統(ACC)、 胎壓監控系統(TPMS)、可調阻尼控制系統（ ADC）、車道偏離和駕駛警示系統 、自動緊急制動系統（ AEB）、電子駐車（ APB）、輪轂電機；傳動系統；轉向系統；制動系統；行駛系統；底盤部件加工工藝設備與材料。
過大的變形量無法滿足設計要求，因此將為關節增設阻尼，以改善結構動力學性能。
圖 4 變形頻率響應提取設置
圖 5 Z 向變形頻率響應
7、為關節增加阻尼并重新開展仿真計算。返回 Workbench 平臺，復制諧響應分析系統。在新分析項目中，為兩個旋轉關節統一賦予阻尼值：100 N?mm?s/rad，之后重新求解計算。
課程仔細解釋了MPPIC的構建模塊，包括平均方法、阻尼模型、各向同性修正和堆積模型。每個概念都與其在OpenFOAM中的實現相關聯，您還將檢查源代碼以了解這些模型是如何構建的。這種對代碼庫的深入研究對于想要擴展或定制求解器以用于自己的研究或工業應用的人來說特別有價值。
在整個課程中，重點放在實踐學習上。您將從零開始設置多個模擬，修改字典，運行求解器并可視化結果。
材質選用HT200-HT250 高強度灰鑄鐵，原生鐵水成分嚴格化驗，拒絕劣質回爐料，確保材質均勻、阻尼性好、剛性充足。采用樹脂砂造型工藝，筋板布局科學，增強平臺整體剛性與承重能力；澆筑時精控制溫度與速度，避免氣孔、砂眼、疏松等缺陷，讓毛坯內部組織致密，為后續加工奠定基礎。
材質選用HT200-HT250 高強度灰鑄鐵，原生鐵水成分嚴格化驗，拒絕劣質回爐料，確保材質均勻、阻尼性好、剛性充足。采用樹脂砂造型工藝，筋板布局科學，增強平臺整體剛性與承重能力；澆筑時精控制溫度與速度，避免氣孔、砂眼、疏松等缺陷，讓毛坯內部組織致密，為后續加工奠定基礎。
