abaqus振動衰減
關注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-02-27
abaqus振動衰減的視頻教程
abaqus振動衰減的實例教程
用離散元做動力特性的比較少，前面使用比較經(jīng)典的落球試驗證實了離散元中模擬振動傳遞及其衰減的可行性。本文采用樁作為波的輸入裝置，在樁底平面處布置測點來研究振動的衰減。基本的模擬順序為：成樣、自重、插樁、給參數(shù)、振動。
這里成樣采用的分層壓縮法，生成1*0.5的試樣。
對這兩個鋼尺的懸臂端施加相同的初位移，然后同時迅速釋放，使之產(chǎn)生自由振動。可以發(fā)現(xiàn)，由兩塊組合的鋼尺要比單塊鋼尺更快停止振動，見如圖1(2)。
(1) 施加相同的初始位移
(2)兩塊組合的鋼尺要比單塊鋼尺更快停止振動
圖1 自由振動衰減與結(jié)構(gòu)固有頻率的關系
本模型演示表明，結(jié)構(gòu)的固有頻率越高，其自由振動衰減越快。
二、問題描述
假設鋼板尺子的長度L= 0.5 m，寬度h = 40mm，厚度b = 2 mm。彈性模量E = 200 GPa，泊松比u= 0.3，密度 7800 kg/m3。分別計算單獨的鋼尺和組合鋼尺的振動情況。
三、問題分析
一端用壓在桌子上，可處理成固定端，約束可處理成全固定。懸臂端施加相同的初位移，然后松手釋放，約束可處理成自由邊界。
由此可見，振幅對數(shù)衰減率僅取決于阻尼比。本算例初始的振幅相同，振幅對數(shù)衰減率也一樣，但是組合鋼尺的固有頻率是單塊鋼尺的2倍，組合鋼尺振動快一些，其自由振動的衰減也就快一些。因此，從理論上證實前面的概念：結(jié)構(gòu)的固有頻率越高，其自由振動的衰減越快。
在ANSYS計算中，不是直接輸入阻尼比。而是通過對數(shù)衰減率δ、阻尼系數(shù)c、α質(zhì)量阻尼或者β剛度阻尼等方式輸入的。本算例考慮阻尼，采用振幅對數(shù)衰減率輸入。下表給出了兩種結(jié)構(gòu)的固有頻率、周期和振幅對數(shù)衰減率。
ANSYS分析主要步驟：
（1）建模，進行模態(tài)分析，求出固有頻率。
（2）在懸臂端施加集中力，進行靜力學分析。得到各節(jié)點的初位移數(shù)值，初位移包括初始撓度和初始轉(zhuǎn)角。
（3）進行瞬態(tài)動力學分析，施加振幅對數(shù)衰減率。在第1載荷步，關閉時間積分影響，施加初位移；第2載荷步，時間積分時間增量取一個周期的1/60，保存每個子步的結(jié)果進行求解。
展開 abaqus薄板線性振動與非線性振動對比分析 ￥29.9
1 模型建立
計算分析將采用ABAQUS/Standard.
1.1 部件
斜板的幾何尺寸中，厚度遠小于其它方向，故選擇殼單元建立斜板部件,該板與整體1軸的夾角為30°。
1.2 材料屬性
材料
彈性模量（Pa）
泊松比
密度（kg/m3）
Steel
3e10
0.3
7850
為了使材料的方向沿板的軸線方向和與軸線垂直的方向,利用兩線法坐標工具定義一個局部的直角坐標系,它的局部x方向沿著板的軸向(即與整體坐標系1軸的夾角為30°),y軸位于板的平面內(nèi)，z軸垂直于板面。并將Steel材料定義到截面上，選擇整個部件作為將應用局部材料方向的區(qū)域,選擇剛建立的局部坐標系，材料方向沿局部坐標系的x方向（圖 1）。
1.3 網(wǎng)格劃分
圖 1 局部材料方向定義
圖 2 網(wǎng)格劃分
1.4 邊界條件
斜板一端,另一端進行了約束,使其僅可沿平行于板軸的軌道運動。
左端固支（U1=U2=U3=UR1=UR2=UR3=0）
右端對端點約束（U2=U3=UR1=UR2=UR3=0）
1.5 荷載作用
1.5.1 脈沖荷載
脈沖荷載作用在斜板右端中間節(jié)點上,荷載類型：集中力，方向豎直向下。
展開 圖1-車載氣瓶
隨機振動在Abaqus中有3中常用的分析方法：
圖2-Abaqus中隨機振動的常用方法與適用性
車載氣瓶裝配結(jié)構(gòu)要考慮接觸非線性，采用基于顯式動力學分析的時域方法。氣瓶是采用傳統(tǒng)材料的金屬氣瓶，首先通過Standard靜力學分析計算氣瓶裝配結(jié)構(gòu)在重力、U型螺桿預緊力、氣瓶內(nèi)壓下的應力狀態(tài)和變形情況。
圖3-氣瓶裝配結(jié)構(gòu)靜力學分析
圖4-靜力學應力
圖5-靜力學變形
復制靜力學模型，更改分析步為Explicit，通過預定義場的初始狀態(tài)導入將Standard模型計算出來的靜力學應力變形狀態(tài)導入Explicit分析模型，用于時域隨機振動分析。
圖6-初始狀態(tài)導入
Y向施加隨機振動加速度信號。
圖7-隨機振動時域加速度信號
圖8-氣瓶隨機振動最大應力674.2MPa
付費文件說明：隨機振動需要先得到裝配狀態(tài)的氣瓶應力應變、變形，因此需要先求解靜力學模型（AIRT-STD.inp），再求解隨機振動模型（AIRT-XPL_Y.inp），可以直接運行批處理文件自動執(zhí)行依次求解。
用文本編輯器可以打開就可以查看關鍵字設置與模型定義了。該模型涉及standard到explicit的初始狀態(tài)導入，AbaqusGUI界面目前不支持讀入涉及狀態(tài)導入的關鍵字。如果想在界面下直觀地看動力學的模型設置，也可以將STD inp文件中end assembly前的內(nèi)容合并到XPL inp文件中去!!!
展開 目錄
一、隨機振動的定義、特點及常見場景
二、隨機振動的數(shù)學特征--正態(tài)分布
三、 隨機振動信號為什么要用功率譜密度（PSD）表達？
四、如何將時域隨機振動曲線轉(zhuǎn)換得到功率譜密度曲線
五、 隨機振動分析理論
附.常見功率譜密度曲線給出形式
附.以dB/oct形式給出的功率譜密度曲線如何計算
附.國標中定義的PSD譜總均方根加速度值是如何計算的？
六. 隨機振動分析案例-abaqus
第一步：計算結(jié)構(gòu)模態(tài)，輸出位移和應力。
第二步：隨機振動分析
2.1 定義輸出頻率上下限和模態(tài)阻尼
2.2 定義PSD載荷及加載
2.3 定義輸出
2.4 隨機振動計算頭文件設置
2.5 隨機振動分析結(jié)果
2.6 隨機振動σ應力結(jié)果評價
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1 模型建立
計算分析將采用ABAQUS/Standard.
1.1 部件
斜板的幾何尺寸中，厚度遠小于其它方向，故選擇殼單元建立斜板部件,該板與整體1軸的夾角為30°。
1.2 材料屬性
材料
彈性模量（Pa）
泊松比
研究課題大概就是建立一個隧道-土層-上部建筑的模型，研究振動影響規(guī)律。有無相似課題的研究生可以相互交流一下
本例展示基于功率譜密度曲線（PSD）的電池組疲勞分析，即針對隨機振動的疲勞壽命 分析。
1 問題設定 一塊電池組，尺寸為 70mm x 175mm x 400mm。該電池組的兩端共有 6 個端點，分別受 到垂直于電池組平面的激勵作用，且激勵的加速度功率譜密度曲線（ASD）相同。 由于在隨機振動基于線性動力學原理，因此電池，PC 材料等采用實體建模，其他鈑金 采用殼單元建模， 設定相關的 fastener
目錄
一、隨機振動的定義、特點及常見場景
二、隨機振動的數(shù)學特征--正態(tài)分布
三、 隨機振動信號為什么要用功率譜密度（PSD）表達？
四、如何將時域隨機振動曲線轉(zhuǎn)換得到功率譜密度曲線
五、 隨機振動分析理論
附.常見功率譜密度曲線給出形式
附.以dB/oct形式給出的功率譜密度曲線如何計算
附.國標中定義的PSD譜總均方根加速度值是如何計算的？
六. 隨機振動分析案例
1. abaqus導入inp文件,進行諧響應分析
2. 創(chuàng)建第一個載荷步，進行模態(tài)分析
3.設置要計算的模態(tài)階數(shù)（一般要覆蓋到要計算諧響應掃頻范圍的1.5倍）。模態(tài)場輸出勾選應力和變形（S、U）
4．創(chuàng)建第二個分析步step2，采用模態(tài)疊加法進行諧響應分析，設置掃頻范圍和結(jié)構(gòu)阻尼系數(shù)。若是分析隨機振動分析三個方向，則需同樣的方法再創(chuàng)建另外兩個分析步
<p>基于加速度功率譜密度曲線（ASD）的振動分析，即針對隨機振動的結(jié)構(gòu)有限 元分析。</p><div contenteditable="false" width="100%">
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