abaqus中定義阻尼
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-02-27
abaqus中定義阻尼的視頻教程
HyperMesh中Abaqus求解器Surface的定義
1、螺釘簡(jiǎn)單六面體網(wǎng)格劃分操作； 2、Abaqus中的Surface在HyperMesh中的創(chuàng)建方法。
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abaqus中定義阻尼的實(shí)例教程
在ABAQUS中阻尼可以應(yīng)用在下面的動(dòng)力學(xué)分析中：
△非線性問(wèn)題直接積分求解(顯式分析或者隱式分析)；
△直接法或子空間法穩(wěn)態(tài)動(dòng)力學(xué)分析；
△模態(tài)動(dòng)力學(xué)分析(線性)。
針對(duì)模態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，在ABAQUS/Standard中可定義幾種不同類型的阻尼：直接模態(tài)阻尼(Direct Modal Damping)，瑞利阻尼(Rayleigh Damping)，復(fù)合模態(tài)阻尼(Composite Modal Damping)和結(jié)構(gòu)阻尼(Structure Damping)。
ABAQUS模態(tài)動(dòng)力學(xué)分析中用*MODAL DAMPING選項(xiàng)來(lái)定義阻尼。阻尼是包含在分析步內(nèi)定義的一部分，每階模態(tài)可以定義不同量值的阻尼。
1、直接模態(tài)阻尼
采用直接模態(tài)阻尼可以定義對(duì)應(yīng)于每階模態(tài)的阻尼比ξ。其典型的取值范圍是在臨界阻尼的1％～10％之間。直接模態(tài)阻尼允許用戶精確定義系統(tǒng)的每階模態(tài)的阻尼。在分析步驟內(nèi)定義直接模態(tài)阻尼。如圖1所示，激活直接模態(tài)阻尼選項(xiàng)(Direct modal)，并在數(shù)據(jù)行內(nèi)輸入數(shù)據(jù)。
對(duì)應(yīng)的ABAQUS輸入文件為：
*MODAL DAMPING, MODAL=DIRECT
m1, m2, ξa
其中，*MODAL DAMPING選項(xiàng)中的MODAL=DIRECT 參數(shù)表示被指定的直接模態(tài)阻尼，數(shù)據(jù)行輸入的數(shù)據(jù)m1為起始模態(tài)序號(hào)，m2為截止模態(tài)序號(hào)， ξa為模態(tài)阻尼比。
展開 在ABAQUS中阻尼可以應(yīng)用在下面的動(dòng)力學(xué)分析中：
☆非線性問(wèn)題直接積分求解(顯式分析或者隱式分析)；
☆直接法或子空間法穩(wěn)態(tài)動(dòng)力學(xué)分析；
☆模態(tài)動(dòng)力學(xué)分析(線性)。
針對(duì)模態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，在ABAQUS/Standard中可定義幾種不同類型的阻尼：直接模態(tài)阻尼(Direct Modal Damping)，瑞利阻尼(Rayleigh Damping)，復(fù)合模態(tài)阻尼(Composite Modal Damping)和結(jié)構(gòu)阻尼(Structure Damping)。
ABAQUS模態(tài)動(dòng)力學(xué)分析中用*MODAL DAMPING選項(xiàng)來(lái)定義阻尼。阻尼是包含在分析步內(nèi)定義的一部分，每階模態(tài)可以定義不同量值的阻尼。
1直接模態(tài)阻尼
采用直接模態(tài)阻尼可以定義對(duì)應(yīng)于每階模態(tài)的阻尼比ξ。其典型的取值范圍是在臨界阻尼的1％～10％之間。直接模態(tài)阻尼允許用戶精確定義系統(tǒng)的每階模態(tài)的阻尼。在分析步驟內(nèi)定義直接模態(tài)阻尼。如圖1所示，激活直接模態(tài)阻尼選項(xiàng)(Direct modal)，并在數(shù)據(jù)行內(nèi)輸入數(shù)據(jù)。
對(duì)應(yīng)的ABAQUS輸入文件為：
*MODAL DAMPING, MODAL=DIRECT
m1, m2, ξa
其中，*MODAL DAMPING選項(xiàng)中的MODAL=DIRECT 參數(shù)表示被指定的直接模態(tài)阻尼，數(shù)據(jù)行輸入的數(shù)據(jù)m1為起始模態(tài)序號(hào)，m2為截止模態(tài)序號(hào)， ξa為模態(tài)阻尼比。
展開 阻尼定義 能量耗散，振幅逐漸減小直至停止振動(dòng)，這種能量耗散被稱為阻尼（damping）。能量耗散來(lái)源于幾個(gè)因素，其中包括結(jié)構(gòu)連接處的摩擦和局部材料的遲滯效應(yīng)。阻尼對(duì)于表征結(jié)構(gòu)吸收能量是一個(gè)很方便的方法，它包含了重要的能量吸收過(guò)程，而不需要模擬耗能的具體機(jī)制。 阻尼的分類：與速度成正比的阻尼稱之為粘性阻尼（viscous damping）。有時(shí)粘性阻尼不能滿足工程需求，因此，還與摩擦力相關(guān)的庫(kù)倫阻尼，結(jié)構(gòu)阻尼，流體阻尼等。 粘性阻尼表達(dá)式：F_npwtvnv=c \dot x，c為阻尼，F(xiàn)d為力，\dot x為速度。 3. Abaqus阻尼設(shè)置方式 abaqus的阻尼分為兩類，與速度成比例的粘性阻尼；和與位移成比例的結(jié)構(gòu)阻尼（在頻域分析中采用） abaqus引入阻尼的3中途徑： 材料和單元的阻尼 整體阻尼，包括粘性阻尼，瑞利阻尼，結(jié)構(gòu)阻尼 模態(tài)阻尼，只能用于模態(tài)分析 在ABAQUS中阻尼可以應(yīng)用在下面的動(dòng)力學(xué)分析中： 非線性問(wèn)題直接積分求解（顯式分析或者隱式分析） 直接法或子空間法穩(wěn)態(tài)動(dòng)力學(xué)分析 模態(tài)動(dòng)力學(xué)分析（線性） 4. Abaqus阻尼設(shè)置 - 具體操作 針對(duì)模態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，在ABAQUS/Standard中可定義幾種不同類型的阻尼：直接模態(tài)阻尼（DirectModal Damping），瑞利阻尼（RayleighDamping），復(fù)合模態(tài)阻尼（Composite Modal Damping）和結(jié)構(gòu)阻尼（StructureDamping）。 ABAQUS動(dòng)力學(xué)分析中用*Modal Damping選項(xiàng)來(lái)定義阻尼。 以下內(nèi)容是以在step分析步內(nèi)定義阻尼的舉例，每階模態(tài)可以定義不同量值的阻尼，但其實(shí)也可以在Material分析步設(shè)置阻尼。 4.1 直接模態(tài)阻尼： 采用直接模態(tài)阻尼可以定義對(duì)應(yīng)于每階模態(tài)的阻尼比。其典型的取值范圍是在臨界阻尼的1%~10%之間。
展開 在分析控制界面，可定義模態(tài)阻尼函數(shù)。
圖3 分析控制
圖4 模態(tài)阻尼函數(shù)定義
從圖3中可以看到，模態(tài)阻尼定義包含臨界阻尼比、等效粘性阻尼和品質(zhì)因子，定義的方法有常量、頻率依存和模態(tài)階數(shù)。
常量方法：每個(gè)單自由度系統(tǒng)的阻尼都是一樣的，是一個(gè)常數(shù)。
頻率依存：輸入頻率-阻尼函數(shù)，根據(jù)每個(gè)單自由度系統(tǒng)的固有頻率計(jì)算阻尼。
模態(tài)階數(shù)：輸入模態(tài)階數(shù)-阻尼函數(shù)，每個(gè)單自由度系統(tǒng)都對(duì)應(yīng)某一階模態(tài)，根據(jù)模態(tài)階數(shù)計(jì)算阻尼。
③指定材料結(jié)構(gòu)阻尼和整體結(jié)構(gòu)阻尼
圖5 材料定義界面
在midas NFX中，可以在材料定義界面指定該材料的結(jié)構(gòu)阻尼，結(jié)構(gòu)阻尼的大小一般取阻尼比的2倍。
圖6 分析控制界面
在分析控制界面，可以輸入整體結(jié)構(gòu)阻尼大小。
在瞬態(tài)響應(yīng)分析中，由于不能考慮復(fù)數(shù)，所以結(jié)構(gòu)阻尼需要轉(zhuǎn)化為等效粘性阻尼，轉(zhuǎn)化過(guò)程可參考第二部分。
其中C是整體阻尼矩陣，K是整體剛度矩陣，Ke是單元?jiǎng)偠染仃嚕琯e指定的材料結(jié)構(gòu)阻尼，g是整體結(jié)構(gòu)阻尼。w3、w4的取值與荷載的頻率一致，如果作用荷載不是周期性動(dòng)力荷載時(shí)可取最小固有頻率。
④阻尼單元 (Damper)和彈簧-阻尼單元(Bush)
對(duì)于這兩種阻尼，將在后續(xù)的文章中專門闡述。
四、midas MeshFree中的阻尼功能
對(duì)于粘性阻尼的考慮：通過(guò)模態(tài)阻尼(臨界阻尼比、等效粘性阻尼、品質(zhì)因子)、瑞利阻尼常數(shù)α。
對(duì)于結(jié)構(gòu)阻尼的考慮：通過(guò)瑞利阻尼常數(shù)β、整體結(jié)構(gòu)阻尼定義。
其含義、輸入界面與midas NFX中的一致，不贅述。
展開 索網(wǎng)阻尼機(jī)構(gòu)在無(wú)人機(jī)、飛行器的攔截方面應(yīng)用廣泛，本文介紹一種阻尼原理在ABAQUS中的仿真實(shí)現(xiàn)。如下圖所示，攔截索網(wǎng)兩端通過(guò)定滑輪固定在具有彈簧阻尼單元的機(jī)架上，通過(guò)彈簧和定滑輪的作用實(shí)現(xiàn)對(duì)沖擊過(guò)程的阻尼作用，值得一提的是，由于索網(wǎng)一端在實(shí)際中的相對(duì)位置與機(jī)架柔性輸出端相同，故在兩者之間補(bǔ)充一MPC鉸接約束（僅說(shuō)明原理，不代表實(shí)際結(jié)構(gòu)）。具體細(xì)節(jié)總結(jié)如下圖，感興趣的同學(xué)建模調(diào)試下吧。
進(jìn)一步釋放滑輪的x方向約束：
小球在y方向上的位移
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abaqus中定義阻尼的最新內(nèi)容
在有限元模擬中，重復(fù)移動(dòng)載荷（Repeated moving pressure）是結(jié)構(gòu)受力分析中用于等效模擬接觸載荷的一個(gè)重要手段，尤其在輪軌接觸、滾珠接觸、焊接熱源移動(dòng)等問(wèn)題研究中極為常見。本文主要介紹ABAQUS中橢圓形移動(dòng)載荷定義、法向和切向載荷模擬、子程序DLOAD和UTRACLOAD編程實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)建議與注意事項(xiàng)。
1、橢圓形移動(dòng)載荷定義
移動(dòng)載荷指的是隨時(shí)間或空間位置變化而不斷變化施加位置的載荷
將隱式分析的最后一步應(yīng)力作為預(yù)應(yīng)力場(chǎng)，導(dǎo)入到顯示分析。開始使用initial stress，但是發(fā)現(xiàn)這個(gè)方法導(dǎo)入的應(yīng)力場(chǎng)，米塞斯應(yīng)力分布沒(méi)啥問(wèn)題，但是三個(gè)主方向上的應(yīng)力突然變大了十倍左右（隱式和顯示的模型網(wǎng)格編號(hào)都檢查了，沒(méi)發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題）。后面換成initial state（state=yes, update=yes），應(yīng)力沒(méi)啥問(wèn)題了，但是使用initial state，無(wú)法定義surface，導(dǎo)致復(fù)合材料層合板每層之間使用不了
如果不考慮損傷等效應(yīng)，橡膠材料是彈性的（卸載后沒(méi)有殘余應(yīng)變），但應(yīng)力-應(yīng)變曲線不是線性的，即所謂的“超彈性”。Abaqus 幫助文檔《Getting Started with Abaqus：Interactive Edition》第10.6節(jié)“
Hyperelasticity
”介紹了超彈性的基本知識(shí)，第10.7節(jié)“
Example: axisymmetric mount
”給出了一個(gè)橡膠材料模型的實(shí)例
如果不考慮損傷等效應(yīng)，橡膠材料是彈性的（卸載后沒(méi)有殘余應(yīng)變），但應(yīng)力-應(yīng)變曲線不是線性的，即所謂的“超彈性”。Abaqus 幫助文檔《Getting Started with Abaqus：Interactive Edition》第10.6節(jié)“
Hyperelasticity
”介紹了超彈性的基本知識(shí)，第10.7節(jié)“
Example: axisymmetric mount
”給出了一個(gè)橡膠材料模型的實(shí)例
超彈性材料如橡膠等在醫(yī)療器材、工業(yè)、建筑和國(guó)防中隔震、絕緣等方面具有廣泛應(yīng)用。
橡膠材料的應(yīng)力-應(yīng)變行為是彈性的，它們能承受100%的大變形而不產(chǎn)生塑性變形和斷裂，但是具有高度的非線性，在大變形時(shí)應(yīng)力陡然上升。這種材料行為稱為超彈性（hyperelasticity）。
橡膠本構(gòu)關(guān)系非常復(fù)雜。在大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，人們建立起來(lái)很多理論模型來(lái)描述橡膠的力學(xué)特征
超彈性材料如橡膠等在工業(yè)、建筑和國(guó)防中隔震、絕緣等方面具有廣泛應(yīng)用，如汽車懸置、艦船、航天器隔振器等。
橡膠材料的應(yīng)力-應(yīng)變行為是彈性的，它們能承受100%的大變形而不產(chǎn)生塑性變形和斷裂，但是具有高度的非線性
從事消費(fèi)電子行業(yè)仿真，擅長(zhǎng)膠材等材料的本構(gòu)模型研究和構(gòu)建。熟悉橡膠本構(gòu)模型建立，包括超彈+線性&非線性粘彈+Mullins Effect+Permanet Set的材料測(cè)試方法和建模方法，感謝您的關(guān)注。以下是正文：
ABAQUS中的Cohesive模型可用于模擬金屬的裂紋擴(kuò)展、復(fù)合材料的分層、焊接區(qū)域的破壞、涂層的斷裂等，在消費(fèi)電子、航空航天等領(lǐng)域的仿真中有著廣泛的應(yīng)用。
使用結(jié)構(gòu)阻尼假設(shè)的動(dòng)力學(xué)分析包括穩(wěn)態(tài)響應(yīng)分析和隨機(jī)響應(yīng)分析，其它如瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析則不能直接應(yīng)用機(jī)構(gòu)阻尼，必須依據(jù)一定的準(zhǔn)則將其轉(zhuǎn)換為等效的粘性阻尼。 在ABAQUS中定義結(jié)構(gòu)阻尼如下圖所示：
我用ABAQUS模擬鋼筋混凝土板的相關(guān)受力，我是通過(guò)以下兩種方法：1、建立縱筋與箍筋部件，然后在裝配而成鋼筋籠。2、通過(guò)CAD直接將鋼筋籠模型導(dǎo)入到ABAQUS中。但是問(wèn)題是如何定義鋼筋籠里面鋼筋的材料屬性？這兩種方法是否都可以直接定義單個(gè)鋼筋的屬性然后賦予整個(gè)鋼筋籠，還是說(shuō)通過(guò)CAD導(dǎo)入的手段得采取不一樣的材性賦予？
不知道我描述清楚了沒(méi)有，新手懂得不多，求各位大神指點(diǎn)
