ABAQUS設置局部阻尼
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-02-27
ABAQUS設置局部阻尼的實例教程
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 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_vbfjp3v=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。
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“建筑材料環境” 圖源網絡
02 CAE風環境仿真技術在建筑設計領域的應用
1.抗震與抗風分析
通過計算流體動力學（CFD）和流-固耦合（FSI）仿真，精確模擬臺風、強風作用下的建筑整體及局部（如幕墻、屋頂）風壓分布與風致響應。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。
工程實踐中，必須精細調節DFAIL（失效應變控制）與SOFT（軟化系數控制）參數，同時強制約束單元的最小破壞時間步，以防止仿真因為局部高頻振蕩而中止。
Abaqus：從隱式非線性到用戶子程序的深度定制
Abaqus采用極其模塊化的*MATERIAL關鍵字樹狀結構，使得多物理場耦合特性的定義更加符合人類直覺。
該設置還原了文獻中有限厚度模型對最大中心位移和接觸時間更為準確的預測能力。
幾何調整僅可適配系統可識別的假人模型，面對 THUMS 等無身體部件注釋信息的假人，單獨移動局部部位極易引發單元穿透問題，不僅返工周期長、操作容錯率低，更無法保障仿真結果的可靠性。
幾何調整僅可適配系統可識別的假人模型，面對 THUMS 等無身體部件注釋信息的假人，單獨移動局部部位極易引發單元穿透問題，不僅返工周期長、操作容錯率低，更無法保障仿真結果的可靠性。
案例研究表明，在此類問題上， STIFFNESS 控制能以較低的成本獲得與細網格默認設置相近的力-位移結果。
動態分析默認：對于一般的動態問題，如果不確定，使用默認的 RELAX STIFFNESS 是一個安全且通常有效的起點。
精度與成本權衡：如果模型規模允許，且對局部應力應變精度要求高，可以考慮使用 ENHANCED 控制。這在一些殼單元和實體單元的基準測試中能提供更優的解。
用abaqus模擬了一個阻尼器，耦合了一個集合點，施加的位移載荷，滯回曲線位移一直跑不到加載表設置的值
操作步驟：
點擊“求解” → “任務提交管理器”
求解器類型選擇“Abaqus”
模型文件路徑自動填充為當前模型
設置求解參數：
內存：16GB
CPU核心數：8
并行方式：DMP（分布式內存并行）
勾選“計算完成后關閉計算機”（可選）
勾選“unlck”選項，提交時自動刪除Abaqus
</p><p><strong>Step2 施加關節剛度</strong>：在旋轉副位置施加旋轉襯套力，模擬關節的旋轉剛度與阻尼。。</p><p><strong>Step3 目標牽引</strong>：在末端執行器與目標點之間創建一個6自由度的襯套力。設置該襯套具有極大的平移和旋轉剛度，使其充當一個強力“虛擬彈簧”，將末端執行器拉向目標點；同時設置適當的阻尼系數以吸收能量，消除振蕩，確保系統收斂。
