黏彈性阻尼器
關注創(chuàng)建者：C乘風破浪 創(chuàng)建時間：2023-01-06
黏彈性阻尼器的實例教程
粘彈性阻尼器數(shù)值仿真 ￥800
<p>黏彈性阻尼器通常用來減少建筑物和其它高層結構的振動，起到“隔震”的作用。本案例計算分析的黏彈性阻尼器采用廣義麥克斯韋模型進行描述定義，模擬了阻尼器在受到到頻率范圍為 0-5 Hz的周期作用力載荷下的諧波響應仿真結果，如圖1所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202301/c40967f3fb374d6eaaff85debfbf9c71.gif" alt="Untitled1.gif"></p><p class="ql-align-center"><strong>圖1 阻尼器的諧波響應</strong></p><p>采用快速傅里葉變換（FFT）進行時域的求解，仿真得到結果如圖2所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202301/a7aae40f293a44c88ff57b82949f27b9.gif" alt="Untitled2.gif"></p><p class="ql-align-center"><strong>圖2 阻尼器受迫振動時域解</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202301/0140c1dcca60419194811b4ace3defac.png" alt="Untitled3.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>圖3 安裝孔的滯回曲線</strong></p><p>感興趣的朋友，可下載模型源文件，歡迎交流</p>
展開 黏滯阻尼器是一種以黏滯材料（主要為二甲基硅油）為阻尼介質(zhì)的，被動速度型消能減震（振）裝置，主要用于結構震（振）動領域（包括風振、地震等）。黏滯阻尼器主要分為孔隙式、間隙式和組合式三種。視頻采用ANSYS-CFD模塊對組合式黏滯阻尼器進行分析。
下面介紹采用該模塊進行分析的主要流程：
1.Geometry
采用ANSYS-SC模塊，對流體區(qū)域進行建模，包含活塞內(nèi)小孔、活塞與缸體內(nèi)表面間隙，兩個油缸，考慮到計算時間，建立對稱結構如下圖所示。
2. Mesh
采用ANSYS-Meshing模塊，指定流體屬性，更改網(wǎng)格尺寸，對間隙和孔隙的流體區(qū)域進行網(wǎng)格細分。
3. Setup、Solution
采用ANSYS-CFD Enterprise模塊定義阻尼液為非牛頓流體，更改粘性模型，定義動網(wǎng)格區(qū)域，采用UDF施加速度加載工況，定義動畫窗口和結果輸出，提交分析。
4. Results
采用ANSYS-CFD Post模塊查看黏滯阻尼器內(nèi)部流場結果，繪制阻尼器F-V滯回曲線。
5. ANALYSIS
對黏滯阻尼器滯回曲線采用MATLAB進行擬合，根據(jù)F=CV^a，擬合出阻尼器的阻尼系數(shù)C和阻尼指數(shù)a值。
展開 本插件嚴格按照Maxwell理論計算公式進行編制，詳情可先看以下推文：
【JY】結構概念之(消能減震黏滯阻尼器)
【JY】消能減震黏滯阻尼器的力學原理與應用
在ABAQUS中：
在Abaqus中，采用非線性鏈接對黏滯阻尼器進行模擬，其中阻尼里輸入的是速度和力，可以通過《阻尼器噸位設計分析V3.0》插件自動生成速度、力的數(shù)據(jù)，對黏滯阻尼器進行模擬。
插件和模型案例下載地址文末有！
贊助插件后可下載，下載鏈接如下：
黏滯阻尼器能否采用對角支撐的安裝形式？
黏滯阻尼器是由缸體、活塞、黏滯材料（常采用二甲基硅油）等部分組成，利用黏滯材料運動時產(chǎn)生黏滯阻尼耗散能量的減震裝置。
01黏滯阻尼器的連接形式有哪些？
黏滯阻尼器的基本連接形式主要分為兩種：
兩端鉸接：消能部件與銷栓或球鉸等連接件之間的間隙應符合設計文件要求，當設計文件無要求時，間隙不應大于0.3mm；
一端鉸接、一端法蘭連接：阻尼器一段通過通過銷軸與結構梁柱節(jié)點連接，另一端通過法蘭盤與阻尼器支撐桿連接。
02黏滯阻尼器能否采用對角連接的支撐形式？
對于無剛性的液體黏滯阻尼器，采用對角支撐時，連接形式應為一端鉸接、一端法蘭連接，兩端鉸接會形成三鉸一線的失穩(wěn)狀態(tài)。
03對角支撐的黏滯阻尼器構造上有何特殊之處？
黏滯阻尼器形式分為兩種：圖（a）：一端具有萬向鉸軸承，一端設置法蘭盤，主要用于對角支撐的布置形式上；圖（b）：兩端具有萬向鉸軸承。
（a）
（b）
參考文獻
陳永祁，馬良喆等. 建筑結構液體黏滯阻尼器的設計與應用. 中國鐵道出版社
往期內(nèi)容
【01 黏滯阻尼器減震設計篇】建筑消能減震技術規(guī)程 JGJ 297-2013應該注意的那些點
【劃重點與簡析】建筑隔震設計標準（GB/T 51408-2021）
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展開 【JY】消能減震黏滯阻尼器的力學原理與應用 ￥29.9
一、寫在文前
消能阻尼器的基本力學原理主要體現(xiàn)在恢復力模型上，恢復力模型的建立對整體結構模型的動力分析起了便捷作用，便于指導工程實際應用。對于消能阻尼器通常選擇以下本構進行模擬：
軟鋼消能器和屈曲約束支撐可采用
雙線性模型或Wen模型
；
摩擦消能器、鉛消能器可采用
理想彈塑性模型
；
黏滯消能器可采用
Maxwell模型
；
黏彈性消能器可采用Kelvin模型。
對于黏滯阻尼器的概念可看下：
【JY】結構概念之(消能減震黏滯阻尼器)
主要給大家講解減震設計中的黏滯阻尼器相關的內(nèi)容。
經(jīng)過眾多學者多年的研究和改進，都提出過黏滯阻尼器的恢復力模型，歸納起來，一般有線性模型、Kelvin模型、Maxwell模型、Wiechert模型四種類型。
二、黏滯阻尼器的計算理論簡述
在黏滯阻尼器中，液體在密封油腔小孔內(nèi)的高速流動，可采用流體動力學Navier-Stokes方程進行描述。對于理想的直阻尼孔，可考慮兩種極端情況：
一種是慣性流，適用于液體黏度較低、間隙相對較大、液體在小孔流徑較短或高流速的情況。在此情況下可將Navier方程進行簡化，并考慮較低頻率情況，此時阻尼力是由液體加速流過小孔通道產(chǎn)生的唯一的慣性力，在速度很高時阻尼力出力會急劇增大，因此慣性流不能用于實際工程。
另一種可歸為黏性流，適用于液體黏度較高、相對間隙較小、液體在小孔流徑較長或低流速的情況。此時阻尼器響應符合下面等式：
式中μ——液體黏度；Lp、Rp、h——表示活塞頭的長度、半徑以及間隙的寬度等幾何特性。阻尼器的消能完全通過液體經(jīng)過通道產(chǎn)生的黏性作用來實現(xiàn)。
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黏彈性阻尼器的相關專題、標簽、搜索
黏彈性阻尼器的最新內(nèi)容
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(shù)，粘彈性阻尼器能夠在高頻載荷范圍內(nèi)有效抑制變形幅值。
目標：
1、理解諧響應分析的工作流程
2、熟悉在 Ansys Mechanical 中通過命令片段定義粘彈性材料模型
步驟：
1、打開 Ansys Workbench
黏滯阻尼器不同安裝方式在ETABS中的模擬方法
黏滯阻尼器是由缸體、活塞、黏滯材料（常采用二甲基硅油）等部分組成，利用黏滯材料運動時產(chǎn)生黏滯阻尼耗散能量的減震裝置。
01普通黏滯阻尼器在ETABS中的模擬方法？
黏滯阻尼器的模擬方法
黏滯阻尼器常采用Damper-Exponential單元進行模擬，模擬參數(shù)如下圖所示：
備注：在輸入?yún)?shù)時
采用肘節(jié)型的黏滯阻尼器位移放大系數(shù)和耗能效果探討
黏滯阻尼器是由缸體、活塞、黏滯材料（常采用二甲基硅油）等部分組成，利用黏滯材料運動時產(chǎn)生黏滯阻尼耗散能量的減震裝置。
01不同肘節(jié)型安裝方式的黏滯阻尼器位移放大系數(shù)？
肘節(jié)型安裝
當黏滯阻尼器與肘節(jié)鋼構呈90度時，分上肘節(jié)系統(tǒng)（Upper Toggle System）、 下肘節(jié)系統(tǒng)（Lower Toggle
黏滯阻尼器水平安裝還是斜向安裝耗能效果更佳？
黏滯阻尼器是由缸體、活塞、黏滯材料（常采用二甲基硅油）等部分組成，利用黏滯材料運動時產(chǎn)生黏滯阻尼耗散能量的減震裝置。
01黏滯阻尼器的安裝方式有哪些？
黏滯阻尼器的基本安裝形式主要分為斜向形、人字形、剪刀型和肘節(jié)型，如下圖所示。其中：第一種為對角支撐；第二種耗能效果同墻式黏滯阻尼器；第三種為剪刀型支撐、第四種為肘節(jié)型支撐，均具有將阻尼器耗能效果放大的作用
黏滯阻尼器能否采用對角支撐的安裝形式？
黏滯阻尼器是由缸體、活塞、黏滯材料（常采用二甲基硅油）等部分組成，利用黏滯材料運動時產(chǎn)生黏滯阻尼耗散能量的減震裝置。
01黏滯阻尼器的連接形式有哪些？
黏滯阻尼器的基本連接形式主要分為兩種：
兩端鉸接：消能部件與銷栓或球鉸等連接件之間的間隙應符合設計文件要求，當設計文件無要求時，間隙不應大于0.3mm；
一端鉸接、一端法蘭連接
黏滯阻尼器的基本構造是什么，是用來干嘛的呢？黏滯阻尼器的關鍵控制參數(shù)有哪些呢？為啥工程上這么喜歡采用黏滯阻尼器呢？采用黏滯阻尼器的消能減震結構有哪些設計重點需要考慮呢？下面將為您逐一解答，希望對您有所幫助。
Q1什么是黏滯阻尼器？
黏滯阻尼器是由缸體、活塞、黏滯材料（常采用二甲基硅油）等部分組成，利用黏滯材料運動時產(chǎn)生黏滯阻尼耗散能量的減震裝置，常根據(jù)構造分為孔隙式阻尼器、間隙式阻尼器和組合式阻尼器
黏滯阻尼器是一種以黏滯材料（主要為二甲基硅油）為阻尼介質(zhì)的，被動速度型消能減震（振）裝置，主要用于結構震（振）動領域（包括風振、地震等）。黏滯阻尼器主要分為孔隙式、間隙式和組合式三種。視頻采用ANSYS-CFD模塊對組合式黏滯阻尼器進行分析。
下面介紹采用該模塊進行分析的主要流程：
1.Geometry
采用ANSYS-SC模塊，對流體區(qū)域進行建模，包含活塞內(nèi)小孔
<p>黏彈性阻尼器通常用來減少建筑物和其它高層結構的振動，起到“隔震”的作用。
本插件嚴格按照Maxwell理論計算公式進行編制，詳情可先看以下推文：
【JY】結構概念之(消能減震黏滯阻尼器)
【JY】消能減震黏滯阻尼器的力學原理與應用
在ABAQUS中：
在Abaqus中，采用非線性鏈接對黏滯阻尼器進行模擬，其中阻尼里輸入的是速度和力，可以通過《阻尼器噸位設計分析V3.0》插件自動生成速度、力的數(shù)據(jù)，對黏滯阻尼器進行模擬。
插件和模型案例下載地址文末有
一、寫在文前
消能阻尼器的基本力學原理主要體現(xiàn)在恢復力模型上，恢復力模型的建立對整體結構模型的動力分析起了便捷作用，便于指導工程實際應用。對于消能阻尼器通常選擇以下本構進行模擬：
軟鋼消能器和屈曲約束支撐可采用
雙線性模型或Wen模型
；
摩擦消能器、鉛消能器可采用
理想彈塑性模型
；
