abaqus粘性阻尼
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-02-27
abaqus粘性阻尼的視頻教程
ABAQUS二次開發(fā)批量建立彈簧阻尼系統(tǒng)
基于abaqus二次開發(fā)，通過matlab和python，聯(lián)合編寫批量建立彈簧阻尼單元插件，本課程展示了兩種方法及其效果。有需要的可聯(lián)系v:abaqusAz或在技術(shù)鄰扣我。
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abaqus粘性阻尼的實例教程
在 Abaqus/Explicit 分析中，為了避免數(shù)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(shù)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(shù)：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(shè)置（如圖1所示）。
一般情況下，采用 Abaqus 的默認設(shè)置即可。
圖1 設(shè)置體積粘性參數(shù)
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(shù)：
質(zhì)量比例阻尼是關(guān)于質(zhì)量矩陣的比例系數(shù)，主要用于消除低階振蕩；剛度比例阻尼是關(guān)于剛度矩陣的比例系數(shù)，主要用于消除高階振蕩。
圖2 設(shè)置材料阻尼
關(guān)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(jié)“Material damping”和《Abaqus Keywords User’s Manual》中的關(guān)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(yōu)點是可以僅在必要的節(jié)點上定義阻尼，其阻尼力與單元的兩個節(jié)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(wěn)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(jié)構(gòu)連接處的摩擦和局部材料的遲滯效應。阻尼對于表征結(jié)構(gòu)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(guān)的庫倫阻尼，結(jié)構(gòu)阻尼，流體阻尼等。 粘性阻尼表達式：F_c02ogwk=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(wěn)態(tài)動力學分析 模態(tài)動力學分析（線性） 4. Abaqus阻尼設(shè)置 - 具體操作 針對模態(tài)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(tài)阻尼（DirectModal Damping），瑞利阻尼（RayleighDamping），復合模態(tài)阻尼（Composite Modal Damping）和結(jié)構(gòu)阻尼（StructureDamping）。 ABAQUS動力學分析中用*Modal Damping選項來定義阻尼。 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)阻尼可以定義對應于每階模態(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 對應的ABAQUS文件輸入為：
*STEP
……
*MODAL DAMPING, MODAL=COMPOSITE
4、結(jié)構(gòu)阻尼
系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)阻尼特性與結(jié)構(gòu)或者材料的內(nèi)摩擦機理有關(guān)。其他形式的阻尼屬于粘性阻尼，即阻尼力的大小與運動速度成正比，而結(jié)構(gòu)阻尼力與位移成正比。同時結(jié)構(gòu)阻尼力不會隨著激振頻率變化而變化。
結(jié)構(gòu)阻尼力可用下式來表示：
結(jié)構(gòu)阻尼力的方向與速度方向相反，與其位移相比滯后90°。只有當位移和速度的相位差為90°時，結(jié)構(gòu)阻尼假設(shè)才能成立，因此激勵必須是正弦函數(shù)。使用結(jié)構(gòu)阻尼假設(shè)的動力學分析包括穩(wěn)態(tài)響應分析和隨機響應分析，其他如瞬態(tài)動力學分析則不能直接應用結(jié)構(gòu)阻尼；對于某些問題如果只能得到結(jié)構(gòu)阻尼，那么必須依據(jù)一定的準則將結(jié)構(gòu)阻尼轉(zhuǎn)換為等效的粘性阻尼。
圖5為結(jié)構(gòu)阻尼定義菜單。對應ABAQUS輸入文件為：
*MODAL DAMPING, STRUCTURAL
m1, m2, s
參數(shù)STRUCTURAL指定模態(tài)阻尼形式為結(jié)構(gòu)阻尼。m1、m2的含義與定義直接模態(tài)阻尼相同，s為結(jié)構(gòu)阻尼因子。
abaqus中阻尼的定義.pdf
展開 例如，對前10階模態(tài)定義α=0.2525 和β=2.9×10?3，對于11～20階振型定義α= 0.2727和β=3.03×10?3，則可以在分析步驟中定義：
*MODAL DAMPING, RAYLEIGH
1,10,0.2525,2.9E-3
11,20,0.2727,3.03E-3
3復合阻尼
在復合阻尼中，對應于每種材料的阻尼定義一個臨界阻尼比，這樣就得到了對應于整體結(jié)構(gòu)的復合阻尼值。如果結(jié)構(gòu)由多種材料組成，那么采用復合阻尼來描述系統(tǒng)的阻尼特性是非常簡便有效的。
ABAQUS將材料的復合阻尼加權(quán)平均得到模態(tài)阻尼比，轉(zhuǎn)換關(guān)系為：
其中，ξa為模態(tài)α的模態(tài)阻尼比，ξm材料m的阻尼比， Mm M N為與材料m相關(guān)的質(zhì)量矩陣，φαM為模態(tài)α的振型， ma為模態(tài)的α模態(tài)質(zhì)量。
在ABAQUS中分兩步定義復合阻尼。
第一步，在材料屬性中定義與該材料對應的復合阻尼，如圖3所示。
對應的ABAQUS輸入文件為：
*MATERIAL, NAME=STEEL
*DAMPING, COMPOSITE=ξM
其中ξM為材料“STEEL”的臨界阻尼比。
然后在分析步驟中引用復合阻尼，如圖4所示。
對應的ABAQUS文件輸入為：
*STEP
……
*MODAL DAMPING, MODAL=COMPOSITE
4結(jié)構(gòu)阻尼
系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)阻尼特性與結(jié)構(gòu)或者材料的內(nèi)摩擦機理有關(guān)。其他形式的阻尼屬于粘性阻尼，即阻尼力的大小與運動速度成正比，而結(jié)構(gòu)阻尼力與位移成正比。同時結(jié)構(gòu)阻尼力不會隨著激振頻率變化而變化。
結(jié)構(gòu)阻尼力可用下式來表示：
結(jié)構(gòu)阻尼力的方向與速度方向相反，與其位移相比滯后90°。
展開 In Abaqus/Standard the eigenmodes are calculated for the undamped system, yet most engineering problems involve some kind of damping, however small.
在 Abaqus/Standard 中，本征模式是針對無阻尼系統(tǒng)計算的，但大多數(shù)工程問題都涉及某種阻尼，無論阻尼有多小。
（繼續(xù)抄幫助）
向模型添加阻尼有兩個原因：限制數(shù)值振蕩或向系統(tǒng)添加物理阻尼。Abaqus/Explicit 提供了幾種阻尼引入分析的方法。
Bulk viscosity（體積粘度）
體積粘度引入了與體積應變相關(guān)的阻尼。其目的是改進高速動態(tài)事件的建模。Abaqus/Explicit 包含體積粘度的線性和二次形式。你可以修改步驟定義中的默認體積粘度參數(shù)，但是很少需要這樣做。體積粘度壓力不包括在材料點應力中，因為它僅作為數(shù)值效應。因此，它不被視為材料本構(gòu)響應的一部分。
關(guān)于體積粘度的詳細介紹大家可以查幫助，我這里給大家截個圖，或者大家也可以看我最下面鏈接里的PDF文件
粘性壓力（Viscous pressure）
粘性壓力載荷通常用于結(jié)構(gòu)問題和準靜態(tài)問題，以抑制低頻動態(tài)效應，從而以最少的增量達到靜態(tài)平衡。
材料阻尼（Material damping）
材料模型本身可以以塑性耗散或粘彈性的形式提供阻尼。對于許多應用，這種阻尼可能就足夠了。另一種選擇是使用瑞利阻尼。有兩個與瑞利阻尼相關(guān)的阻尼因子：αR 表示質(zhì)量比例阻尼，βR 表示剛度比例阻尼。
展開 
abaqus粘性阻尼的相關(guān)專題、標簽、搜索
abaqus粘性阻尼的最新內(nèi)容
<p>根據(jù)文獻《abaqus中一種考慮材料阻尼的隨機響應分析方法》中提供的思路，自己編寫了一個根據(jù)掃頻結(jié)果計算Rmises應力的插件。</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202405/attachment/f4979f0065cb4395b50f113298dd7acb.jpg
在 Abaqus/Explicit 分析中，為了避免數(shù)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(shù)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
請問有人會關(guān)于abaqus關(guān)于碟形彈簧阻尼器的模擬調(diào)試嗎？有償。
首先得說一下，什么是阻尼？
If an undamped structure is allowed to vibrate freely, the magnitude of the oscillation is constant. In reality, however, energy is dissipated by the structure's motion, and the magnitude
使用結(jié)構(gòu)阻尼假設(shè)的動力學分析包括穩(wěn)態(tài)響應分析和隨機響應分析，其它如瞬態(tài)動力學分析則不能直接應用機構(gòu)阻尼，必須依據(jù)一定的準則將其轉(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：
本插件嚴格按照Maxwell理論計算公式進行編制，詳情可先看以下推文：
【JY】結(jié)構(gòu)概念之(消能減震黏滯阻尼器)
【JY】消能減震黏滯阻尼器的力學原理與應用
在ABAQUS中：
在Abaqus中，采用非線性鏈接對黏滯阻尼器進行模擬，其中阻尼里輸入的是速度和力，可以通過《阻尼器噸位設(shè)計分析V3.0》插件自動生成速度、力的數(shù)據(jù)，對黏滯阻尼器進行模擬。
插件和模型案例下載地址文末有
先說結(jié)論：其實我們在材料定義時輸入的structural damping就是材料的損耗因子（damping loss factor）。
1. Introduction
簡 介
在Abaqus的材料定義中包含瑞利阻尼、復合阻尼與結(jié)構(gòu)阻尼，其中結(jié)構(gòu)阻尼（structural damping）如圖1所示
1. 內(nèi)容概況
對減振產(chǎn)品與方案的評價主要包括對于特定頻帶范圍內(nèi)的振動有多少減弱作用。而頻響應曲線——激勵頻率與響應（位移、加速度等）的關(guān)系曲線就是一個直觀效果展示方式，即可以評價特定頻率下減振措施的減振效果，也可以觀察到具有減振效果的頻帶有多寬（這對于實際問題的魯棒性非常重要，因為材料與激勵并不會像分析計算模型一樣那么理想）。為了獲得如圖0所示的頻響曲線，可以進行穩(wěn)態(tài)分析。為了在最終的頻響曲線中考慮到材料或者減
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(wěn)態(tài)動力學分析；
☆模態(tài)動力學分析(線性)。
針對模態(tài)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(tài)阻尼(Direct Modal Damping)，瑞利阻尼(Rayleigh Damping)，復合模態(tài)阻尼(Composite
