abaqus振動(dòng)衰減的案例
樁激勵(lì)振動(dòng)在砂土中的傳播衰減
用離散元做動(dòng)力特性的比較少，前面使用比較經(jīng)典的落球試驗(yàn)證實(shí)了離散元中模擬振動(dòng)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(cè)點(diǎn)來(lái)研究振動(dòng)的衰減。基本的模擬順序?yàn)椋撼蓸印⒆灾亍⒉鍢丁⒔o參數(shù)、振動(dòng)。
這里成樣采用的分層壓縮法，生成1*0.5的試樣。
時(shí)程分析初位移的施加,振動(dòng)衰減和固有頻率
對(duì)這兩個(gè)鋼尺的懸臂端施加相同的初位移，然后同時(shí)迅速釋放，使之產(chǎn)生自由振動(dòng)。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(dòng)，見(jiàn)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(dòng)
圖1 自由振動(dòng)衰減與結(jié)構(gòu)固有頻率的關(guān)系
本模型演示表明，結(jié)構(gòu)的固有頻率越高，其自由振動(dòng)衰減越快。
二、問(wèn)題描述
假設(shè)鋼板尺子的長(zhǎng)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(jì)算單獨(dú)的鋼尺和組合鋼尺的振動(dòng)情況。
三、問(wèn)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(jiàn)，振幅對(duì)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(duì)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(dòng)快一些，其自由振動(dòng)的衰減也就快一些。因此，從理論上證實(shí)前面的概念：結(jié)構(gòu)的固有頻率越高，其自由振動(dòng)的衰減越快。
在ANSYS計(jì)算中，不是直接輸入阻尼比。而是通過(guò)對(duì)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(duì)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(duì)數(shù)衰減率。
ANSYS分析主要步驟：
（1）建模，進(jìn)行模態(tài)分析，求出固有頻率。
（2）在懸臂端施加集中力，進(jìn)行靜力學(xué)分析。得到各節(jié)點(diǎn)的初位移數(shù)值，初位移包括初始撓度和初始轉(zhuǎn)角。
（3）進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，施加振幅對(duì)數(shù)衰減率。在第1載荷步，關(guān)閉時(shí)間積分影響，施加初位移；第2載荷步，時(shí)間積分時(shí)間增量取一個(gè)周期的1/60，保存每個(gè)子步的結(jié)果進(jìn)行求解。
展開(kāi) abaqus薄板線(xiàn)性振動(dòng)與非線(xiàn)性振動(dòng)對(duì)比分析 ￥29.9
1 模型建立
計(jì)算分析將采用ABAQUS/Standard.
1.1 部件
斜板的幾何尺寸中，厚度遠(yuǎn)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(xiàn)方向和與軸線(xiàn)垂直的方向,利用兩線(xiàn)法坐標(biāo)工具定義一個(gè)局部的直角坐標(biāo)系,它的局部x方向沿著板的軸向(即與整體坐標(biāo)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(gè)部件作為將應(yīng)用局部材料方向的區(qū)域,選擇剛建立的局部坐標(biāo)系，材料方向沿局部坐標(biāo)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(jìn)行了約束,使其僅可沿平行于板軸的軌道運(yùn)動(dòng)。
左端固支（U1=U2=U3=UR1=UR2=UR3=0）
右端對(duì)端點(diǎn)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(diǎn)上,荷載類(lèi)型：集中力，方向豎直向下。
展開(kāi) 【隨機(jī)振動(dòng)】車(chē)載氣瓶Abaqus時(shí)域隨機(jī)振動(dòng)仿真（考慮內(nèi)壓與螺栓預(yù)緊） ￥89.9
圖1-車(chē)載氣瓶
隨機(jī)振動(dòng)在Abaqus中有3中常用的分析方法：
圖2-Abaqus中隨機(jī)振動(dòng)的常用方法與適用性
車(chē)載氣瓶裝配結(jié)構(gòu)要考慮接觸非線(xiàn)性，采用基于顯式動(dòng)力學(xué)分析的時(shí)域方法。氣瓶是采用傳統(tǒng)材料的金屬氣瓶，首先通過(guò)Standard靜力學(xué)分析計(jì)算氣瓶裝配結(jié)構(gòu)在重力、U型螺桿預(yù)緊力、氣瓶?jī)?nèi)壓下的應(yīng)力狀態(tài)和變形情況。
圖3-氣瓶裝配結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析
圖4-靜力學(xué)應(yīng)力
圖5-靜力學(xué)變形
復(fù)制靜力學(xué)模型，更改分析步為Explicit，通過(guò)預(yù)定義場(chǎng)的初始狀態(tài)導(dǎo)入將Standard模型計(jì)算出來(lái)的靜力學(xué)應(yīng)力變形狀態(tài)導(dǎo)入Explicit分析模型，用于時(shí)域隨機(jī)振動(dòng)分析。
圖6-初始狀態(tài)導(dǎo)入
Y向施加隨機(jī)振動(dòng)加速度信號(hào)。
圖7-隨機(jī)振動(dòng)時(shí)域加速度信號(hào)
圖8-氣瓶隨機(jī)振動(dòng)最大應(yīng)力674.2MPa
付費(fèi)文件說(shuō)明：隨機(jī)振動(dòng)需要先得到裝配狀態(tài)的氣瓶應(yīng)力應(yīng)變、變形，因此需要先求解靜力學(xué)模型（AIRT-STD.inp），再求解隨機(jī)振動(dòng)模型（AIRT-XPL_Y.inp），可以直接運(yùn)行批處理文件自動(dòng)執(zhí)行依次求解。
用文本編輯器可以打開(kāi)就可以查看關(guān)鍵字設(shè)置與模型定義了。該模型涉及standard到explicit的初始狀態(tài)導(dǎo)入，AbaqusGUI界面目前不支持讀入涉及狀態(tài)導(dǎo)入的關(guān)鍵字。如果想在界面下直觀地看動(dòng)力學(xué)的模型設(shè)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(kāi) 
隨機(jī)振動(dòng)分析-abaqus（附一個(gè)電池包計(jì)算案例） ￥20
目錄
一、隨機(jī)振動(dòng)的定義、特點(diǎn)及常見(jiàn)場(chǎng)景
二、隨機(jī)振動(dòng)的數(shù)學(xué)特征--正態(tài)分布
三、 隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)為什么要用功率譜密度（PSD）表達(dá)？
四、如何將時(shí)域隨機(jī)振動(dòng)曲線(xiàn)轉(zhuǎn)換得到功率譜密度曲線(xiàn)
五、 隨機(jī)振動(dòng)分析理論
附.常見(jiàn)功率譜密度曲線(xiàn)給出形式
附.以dB/oct形式給出的功率譜密度曲線(xiàn)如何計(jì)算
附.國(guó)標(biāo)中定義的PSD譜總均方根加速度值是如何計(jì)算的？
六. 隨機(jī)振動(dòng)分析案例-abaqus
第一步：計(jì)算結(jié)構(gòu)模態(tài)，輸出位移和應(yīng)力。
第二步：隨機(jī)振動(dòng)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(jī)振動(dòng)計(jì)算頭文件設(shè)置
2.5 隨機(jī)振動(dòng)分析結(jié)果
2.6 隨機(jī)振動(dòng)σ應(yīng)力結(jié)果評(píng)價(jià)
展開(kāi) abaqus與fesafe隨機(jī)振動(dòng)聯(lián)合仿真
1. abaqus導(dǎo)入inp文件,進(jìn)行諧響應(yīng)分析
2. 創(chuàng)建第一個(gè)載荷步，進(jìn)行模態(tài)分析
3.設(shè)置要計(jì)算的模態(tài)階數(shù)（一般要覆蓋到要計(jì)算諧響應(yīng)掃頻范圍的1.5倍）。模態(tài)場(chǎng)輸出勾選應(yīng)力和變形（S、U）
4．創(chuàng)建第二個(gè)分析步step2，采用模態(tài)疊加法進(jìn)行諧響應(yīng)分析，設(shè)置掃頻范圍和結(jié)構(gòu)阻尼系數(shù)。若是分析隨機(jī)振動(dòng)分析三個(gè)方向，則需同樣的方法再創(chuàng)建另外兩個(gè)分析步step3和step4。
5.諧響應(yīng)輸出設(shè)置，可以關(guān)閉場(chǎng)輸出，設(shè)置歷史輸出勾選GU和GPU
6.設(shè)置載荷，這里我需要計(jì)算的是加速度載荷，可根據(jù)自己的實(shí)際要求添加集中力還是加速度載荷，為方便計(jì)算最好添加為單位載荷，每個(gè)方向的載荷加到對(duì)應(yīng)的分析步。
7.提交分析計(jì)算，另外還需要單獨(dú)進(jìn)行一個(gè)模態(tài)分析，得到計(jì)算結(jié)果
9.通過(guò)fesafe進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析
10.其中功率密度文件為PSD格式，可用記事本編輯，格式如下。
確定單位
賦予材料屬性
提交分析計(jì)算，計(jì)算結(jié)果為結(jié)構(gòu)的實(shí)際壽命
若要計(jì)算安全系數(shù)，輸入設(shè)計(jì)壽命，計(jì)算結(jié)果為安全系數(shù)
展開(kāi) abaqus電池隨機(jī)振動(dòng)分析（附模型及分析流程） ￥85
由于在隨機(jī)振動(dòng)基于線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)原理，因此電池，PC 材料等采用實(shí)體建模，其他鈑金 采用殼單元建模， 設(shè)定相關(guān)的 fastener 點(diǎn)焊單元，coupling 耦合單元和 tie 約束，建立零件 和零件之間相應(yīng)的連接關(guān)系。 兩端隨機(jī)振動(dòng)所對(duì)應(yīng)的 ASD 譜線(xiàn)如下圖： 本案例用到的附件包括： Battery1003-random-vibra.cae 提取前 10 階固有模態(tài)以及隨機(jī)振動(dòng) 分析 2 分析過(guò)程 一般來(lái)說(shuō)，針對(duì)隨機(jī)振動(dòng)的分析包含兩大步。第一步是在 <a href="/major/abaqus" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Abaqus</a> 中完成固有模態(tài)提取； 第二步是基于固有模態(tài)進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)分析，得到相關(guān)結(jié)果。</p><p> 2.1 有限元模型準(zhǔn)備 需要強(qiáng)調(diào)的是，隨機(jī)振動(dòng)基于線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)原理，因此其建模過(guò)程要符合線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)相關(guān) 方法的基本要求。</p><p> 2.1.1 幾何處理 在 CAD 軟件中進(jìn)行簡(jiǎn)單處理后，導(dǎo)入 <a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/abaqus" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(51, 51, 51);">Abaqus</a> 中，需要對(duì)零件進(jìn)行幾何清理和修復(fù)，刪 除不必要的細(xì)節(jié)特征， 其中最重要的是： 在 abaqus 中對(duì)需要進(jìn)行點(diǎn)焊的鈑金進(jìn)行參考點(diǎn) 的標(biāo)注，用于后面步驟中快速識(shí)別和定義 點(diǎn)焊單元。
展開(kāi) abaqus電池包隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析（附模型及分析流程） ￥88
本例展示基于功率譜密度曲線(xiàn)（PSD）的電池組疲勞分析，即針對(duì)隨機(jī)振動(dòng)的疲勞壽命 分析。
1 問(wèn)題設(shè)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(gè)端點(diǎn)，分別受 到垂直于電池組平面的激勵(lì)作用，且激勵(lì)的加速度功率譜密度曲線(xiàn)（ASD）相同。 由于在隨機(jī)振動(dòng)基于線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)原理，因此電池，PC 材料等采用實(shí)體建模，其他鈑金 采用殼單元建模， 設(shè)定相關(guān)的 fastener 點(diǎn)焊單元，coupling 耦合單元和 tie 約束，建立零件 和零件之間相應(yīng)的連接關(guān)系。
兩端所對(duì)應(yīng)的 PSD 譜線(xiàn)如下圖。請(qǐng)注意該曲線(xiàn)的頻率截?cái)嘣?200Hz 處。
2 分析過(guò)程 一般來(lái)說(shuō)，針對(duì)隨機(jī)振動(dòng)的疲勞分析包含兩大步。第一步是在 Abaqus 中完成固有模態(tài) 和掃頻兩個(gè)計(jì)算；第二步是把這兩個(gè)計(jì)算結(jié)果與 PSD 曲線(xiàn)一起輸入 fe-safe，運(yùn)行若干設(shè)置 后完成疲勞分析，得到相關(guān)結(jié)果。
以下內(nèi)容包含完整的詳細(xì)的電池包跌落仿真分析 附件為完整教程和CAE模型文件.rar
展開(kāi) abaqus正弦掃頻振動(dòng)
最近做一個(gè)正弦掃頻振動(dòng)的仿真，在abaqus里面是先用模態(tài)分析，再用諧響應(yīng)分析？還是先用模態(tài)分析，再用響應(yīng)譜分析呢，這個(gè)正弦掃頻，有個(gè)交越頻率，交越頻率前是定位移，交越頻率后是定加速度，用諧響應(yīng)去分析的時(shí)候怎么定義掃頻速率這些東西？有哪位大神指導(dǎo)一下。跪求！
abaqus地鐵振動(dòng)模擬
研究課題大概就是建立一個(gè)隧道-土層-上部建筑的模型，研究振動(dòng)影響規(guī)律。有無(wú)相似課題的研究生可以相互交流一下
ABAQUS-隨機(jī)振動(dòng)分析
ABAQUS-隨機(jī)振動(dòng)分析.doc
橋梁渦激振動(dòng)問(wèn)題的ABAQUS數(shù)值模擬
圖6 橋梁渦激振動(dòng)的計(jì)算結(jié)果
圖7 橋梁上下某兩個(gè)對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的速度演變
5. 優(yōu)化設(shè)計(jì)
在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，可通過(guò)橋梁氣動(dòng)外形修型，適當(dāng)增加結(jié)構(gòu)阻尼等方法避免和減緩在設(shè)計(jì)工況下的橋梁的風(fēng)致振動(dòng)。下面以一種優(yōu)化后的橋梁橫截面為例，計(jì)算優(yōu)化后的模擬結(jié)果。
圖8 某懸索橋梁的優(yōu)化橫截面
在相同條件下的渦激振動(dòng)計(jì)算結(jié)果如圖9所示，同樣的，在橋梁上下選擇兩個(gè)對(duì)稱(chēng)點(diǎn)測(cè)量速度隨著時(shí)間的變化如圖10所示。
圖9 優(yōu)化后橋梁渦激振動(dòng)的計(jì)算結(jié)果
圖10 優(yōu)化后橋梁上下某兩個(gè)對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的速度演變
6. 結(jié)論
（1）ABAQUS CFD模塊能有效地模擬橋梁渦激振動(dòng)；
（2）ABAQUS數(shù)值模擬可以計(jì)算強(qiáng)風(fēng)作用下橋梁周?chē)目諝鈩?dòng)力學(xué)特征；
（3）優(yōu)化后的橋梁橫截面減弱了渦激振動(dòng)現(xiàn)象，能為實(shí)際工程提供參考。
圖11 優(yōu)化前后橋梁周?chē)目諝鈩?dòng)力學(xué)特征
7. 計(jì)算配置
處理器：Intel(R) Core(TM) i7-9700K CPU @ 3.60GHz
內(nèi)存：32G
計(jì)算時(shí)間：5H
8. 參考資料
維基百科卡門(mén)渦街詞條: en.wikipedia.org
任少鐸. 卡門(mén)渦街的成因及虎門(mén)大橋的振動(dòng)分析[J]. 物理教師, 2020, 41(09): 57-59+61.
張偉偉, 豆子皓, 李新濤, 高傳強(qiáng). 橋梁若干流致振動(dòng)與卡門(mén)渦街[J]. 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào), 2020, 38(03): 405-412.
Abaqus分析模型.zip
橋梁渦激振動(dòng)問(wèn)題的ABAQUS數(shù)值模擬-iCPFEM.pptx
卡門(mén)渦街的成因及虎門(mén)大橋的振動(dòng)分析_任少鐸.pdf
橋梁若干流致振動(dòng)與卡門(mén)渦街_張偉偉.pdf
展開(kāi) 轉(zhuǎn)載，隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)ABAQUS核心
通過(guò)本文，希望讀者能加深對(duì)ABAQUS隨機(jī)響應(yīng)分析的認(rèn)識(shí)和理解。
第一步：建立分析步
建立一個(gè)模態(tài)分析步（簡(jiǎn)）
建立一個(gè)隨機(jī)振動(dòng)分析步；設(shè)置好相關(guān)參數(shù)，掃頻的范圍為1到2000HZ；分析采用模態(tài)阻尼，從1到20階模態(tài)都是0.02。
第二步：加載
在LOAD模塊中進(jìn)行操作，建立一個(gè)PSD曲線(xiàn)。本操作是在在基座上加載一個(gè)恒為10G2/HZ的功率譜曲線(xiàn)。
建立一個(gè)BASEMOTION，選擇加載的方向，本案例加載兩個(gè)方向，X方向和Y方向，所以整個(gè)操作過(guò)程需要重復(fù)一次（BC-2為U1方向，BC-3為U2方向）把這個(gè)PSD曲線(xiàn)和加載關(guān)聯(lián)起來(lái)。
然后就可以提交計(jì)算檢查結(jié)果了。
注意事項(xiàng)
隨機(jī)振動(dòng)的載荷輸入單位是G2/HZ，所以輸出的加速度單位也是一樣的，同理，位移，速度也是類(lèi)似的，僅僅是一個(gè)統(tǒng)計(jì)意義的數(shù)值，單位是統(tǒng)計(jì)意義的單位。
因?yàn)殡S機(jī)載荷是統(tǒng)計(jì)意義的，所以ABAQUS默認(rèn)并不輸出MISES應(yīng)力，但是可以自己在OUTPUT中輸出MISES應(yīng)力和應(yīng)力的均方根數(shù)值，這個(gè)功能是早期的版本沒(méi)有的。
展開(kāi) 基于abaqus的鋼球振動(dòng)沖擊金屬表面
基于abaqus的鋼球振動(dòng)沖擊金屬表面。鋼球在X方向做勻速平動(dòng)，Z軸做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，Y方向做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，沖擊金屬表面。可在結(jié)果中觀察金屬塊的應(yīng)力應(yīng)變、溫度分布、表面形貌，晶粒細(xì)化，殘余應(yīng)力等情況。
Abaqus質(zhì)量-彈簧-杠桿系統(tǒng)振動(dòng)周期
在本教程中，我們將利用Abaqus軟件計(jì)算質(zhì)量和彈簧系統(tǒng)的振動(dòng)周期。我找了一個(gè)簡(jiǎn)單點(diǎn)的模型，以便我們將Abaqus軟件的計(jì)算結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。
問(wèn)題描述如下，一根長(zhǎng)1米的鋼桿繞O點(diǎn)鉸接，并通過(guò)兩個(gè)剛度系數(shù)為K和3K的彈簧在兩端連接。在此例中，我們以每秒10弧度的初始速度旋轉(zhuǎn)整個(gè)鋼棒，此模擬的目的是繪制隨時(shí)間變化的角位移圖并獲得旋轉(zhuǎn)周期。
建模過(guò)程如下：
首先我們需創(chuàng)建一根梁長(zhǎng)度1m，將材料密度及截面參數(shù)調(diào)成與已知條件一致，即質(zhì)量m=5.549kg；接下來(lái)需要?jiǎng)?chuàng)建兩端的彈簧，使用special spring/dashpot建立彈簧，注意左端彈簧剛度15000N/m，右端彈簧剛度為5000N/m；最后需要?jiǎng)?chuàng)建鉸接，這里可以使用connector來(lái)模擬，注意鉸點(diǎn)位置為0.25m處。
模型搭建過(guò)程
建立Dynamic， Implicit分析步，分析時(shí)長(zhǎng)0.5s，為了較準(zhǔn)確的捕捉運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，設(shè)置固定增量步長(zhǎng)0.001及歷時(shí)輸出連接器轉(zhuǎn)動(dòng)位移UR1；設(shè)置梁的初始初始轉(zhuǎn)速10rad/s （考考大家最后的轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與初速度有關(guān)嗎？)。
結(jié)果
進(jìn)行求解后，提取connector轉(zhuǎn)動(dòng)角度曲線(xiàn)如圖。
轉(zhuǎn)動(dòng)角度結(jié)果
如上圖所示，Abaqus軟件計(jì)算的結(jié)果可知系統(tǒng)周期為0.0925秒，如果我們用理論方程式和公式解決求解這個(gè)問(wèn)題，同樣可以得到0.092s秒的周期（此處不進(jìn)行推導(dǎo)，有興趣的同學(xué)可以試試哦）。可見(jiàn)，Abaqus求解的答案與理論結(jié)果完全一致。
轉(zhuǎn)自公眾號(hào)：ABAQUS仿真世界，歡迎關(guān)注！
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