abaqus阻尼模態設置的案例
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。
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 abaqus中阻尼的設置
阻尼定義 能量耗散，振幅逐漸減小直至停止振動，這種能量耗散被稱為阻尼（damping）。能量耗散來源于幾個因素，其中包括結構連接處的摩擦和局部材料的遲滯效應。阻尼對于表征結構吸收能量是一個很方便的方法，它包含了重要的能量吸收過程，而不需要模擬耗能的具體機制。 阻尼的分類：與速度成正比的阻尼稱之為粘性阻尼（viscous damping）。有時粘性阻尼不能滿足工程需求，因此，還與摩擦力相關的庫倫阻尼，結構阻尼，流體阻尼等。 粘性阻尼表達式：F_4un37gx=c \dot x，c為阻尼，Fd為力，\dot x為速度。 3. Abaqus阻尼設置方式 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構阻尼（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，結構阻尼 模態阻尼，只能用于模態分析 在ABAQUS中阻尼可以應用在下面的動力學分析中： 非線性問題直接積分求解（顯式分析或者隱式分析） 直接法或子空間法穩態動力學分析 模態動力學分析（線性） 4. Abaqus阻尼設置 - 具體操作 針對模態動力學分析，在ABAQUS/Standard中可定義幾種不同類型的阻尼：直接模態阻尼（DirectModal Damping），瑞利阻尼（RayleighDamping），復合模態阻尼（Composite Modal Damping）和結構阻尼（StructureDamping）。 ABAQUS動力學分析中用*Modal Damping選項來定義阻尼。 以下內容是以在step分析步內定義阻尼的舉例，每階模態可以定義不同量值的阻尼，但其實也可以在Material分析步設置阻尼。 4.1 直接模態阻尼： 采用直接模態阻尼可以定義對應于每階模態的阻尼比。其典型的取值范圍是在臨界阻尼的1%~10%之間。
展開 Abaqus|基于模態阻尼的穩態動力分析以及減振產品開發與優化問題
▲圖-1模型與邊界條件
▲圖2 分析步與阻尼的設置
▲圖3 基礎運動的施加
穩態分析的分析步與阻尼設置如圖2所示。支座端的激勵設置如圖3所示，施加500hz以內幅值為1的諧振。通過這一計算過程，提取觀察點的頻響應曲線如圖4所示，分別對應阻尼比為0.001以及0.005。
由于我們在阻尼的設置環節，將所有模態/頻率的阻尼都設置為固定值，因子在每個頻率上振動響應都顯著降低，這是個過于理想化的情況。
▲ 圖4 頻響曲線
5.關于減振產品（結構）開發與優化問題的提法：
由于我們在阻尼的設置環節，將所有模態/頻率的阻尼都設置為固定值，因子在每個頻率上振動響應都顯著降低，這是個過于理想化的情況。
對于本文研究的復合梁構件，實際情況是有的模態/頻率對應的阻尼高，有的模態/頻率對應的阻尼低。因此構件阻尼的頻率相關性一方面是材料本身的溫頻相關性導致，另一方面是材料支制作的構件不同模態/頻率情況下的不同部位的材料應力應變不均勻導致。因而就有了一個優化的問題：怎樣的材料參數（粘彈性材料本身的損耗因子等）與幾何參數（復合梁的構造以及各種材料的厚度寬度等）組合可以實現指定頻率范圍（一般不同的實際問題對應的振動主要頻帶有所差異）內的振動降低，并且具有合適的帶寬以具有適當的魯棒性。
如果分析的對象是安裝有減震器的結構，那么就是個方案優化問題，其問題的提法是：怎樣的減震器材料參數（粘彈性材料本身的損耗因子等）與構造幾何參數（外觀組成，以及各種材料的厚度寬度等）以及布置方案組合下實現指定頻率范圍（一般不同的實際問題對應的振動主要頻帶有所差異）內的振動降低，并且具有合適的帶寬以具有適當的魯棒性。
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