abaqus 粘性阻尼的案例
Abaqus/Explicit分析重要概念（2）：各種阻尼的功能及設(shè)置方法/橡膠阻尼
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(yīng)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(yīng)被引入，因此，材料點(diǎn)上的應(yīng)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(jìn)行設(shè)置（如圖1所示）。
一般情況下，采用 Abaqus 的默認(rèn)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(xì)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(diǎn)是可以僅在必要的節(jié)點(diǎn)上定義阻尼，其阻尼力與單元的兩個節(jié)點(diǎn)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 ABAQUS中阻尼的定義
對應(yīng)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(jī)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(yùn)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(dāng)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(xué)分析包括穩(wěn)態(tài)響應(yīng)分析和隨機(jī)響應(yīng)分析，其他如瞬態(tài)動力學(xué)分析則不能直接應(yīng)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(zhǔn)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(yīng)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 abaqus中阻尼的設(shè)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(jié)構(gòu)連接處的摩擦和局部材料的遲滯效應(yīng)。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(jī)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(dá)式：F_894a7l7=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(yīng)用在下面的動力學(xué)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(xué)分析 模態(tài)動力學(xué)分析（線性） 4. Abaqus阻尼設(shè)置 - 具體操作 針對模態(tài)動力學(xué)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(fù)合模態(tài)阻尼（Composite Modal Damping）和結(jié)構(gòu)阻尼（StructureDamping）。 ABAQUS動力學(xué)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(shí)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(yīng)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 ABAQUS阻尼詳解一二
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(yīng)變相關(guān)的阻尼。其目的是改進(jìn)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(rèn)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(diǎn)應(yīng)力中，因為它僅作為數(shù)值效應(yīng)。因此，它不被視為材料本構(gòu)響應(yīng)的一部分。
關(guān)于體積粘度的詳細(xì)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(zhǔn)靜態(tài)問題，以抑制低頻動態(tài)效應(yīng)，從而以最少的增量達(dá)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(yīng)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中阻尼的定義
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(fù)合阻尼
在復(fù)合阻尼中，對應(yīng)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(yīng)于整體結(jié)構(gòu)的復(fù)合阻尼值。如果結(jié)構(gòu)由多種材料組成，那么采用復(fù)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(fù)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(fù)合阻尼。
第一步，在材料屬性中定義與該材料對應(yīng)的復(fù)合阻尼，如圖3所示。
對應(yīng)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(fù)合阻尼，如圖4所示。
對應(yīng)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(jī)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(yùn)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 abaqus碟形彈簧阻尼器
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。
ABAQUS連接器在索網(wǎng)阻尼機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用
索網(wǎng)阻尼機(jī)構(gòu)在無人機(jī)、飛行器的攔截方面應(yīng)用廣泛，本文介紹一種阻尼原理在ABAQUS中的仿真實(shí)現(xiàn)。如下圖所示，攔截索網(wǎng)兩端通過定滑輪固定在具有彈簧阻尼單元的機(jī)架上，通過彈簧和定滑輪的作用實(shí)現(xiàn)對沖擊過程的阻尼作用，值得一提的是，由于索網(wǎng)一端在實(shí)際中的相對位置與機(jī)架柔性輸出端相同，故在兩者之間補(bǔ)充一MPC鉸接約束（僅說明原理，不代表實(shí)際結(jié)構(gòu)）。具體細(xì)節(jié)總結(jié)如下圖，感興趣的同學(xué)建模調(diào)試下吧。
進(jìn)一步釋放滑輪的x方向約束：
小球在y方向上的位移
Abaqus 中一種考慮材料阻尼的隨機(jī)響應(yīng)分析方法插件源代碼 ￥19.89
<p>根據(jù)文獻(xiàn)《abaqus中一種考慮材料阻尼的隨機(jī)響應(yīng)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(yīng)力的插件。</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202405/attachment/f4979f0065cb4395b50f113298dd7acb.jpg" style="text-align: center">
<img src="https://img.jishulink.com/202405/attachment/f4979f0065cb4395b50f113298dd7acb.jpg" style="" width="599" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202405/attachment/f4979f0065cb4395b50f113298dd7acb.jpg?image_process=/format,webp/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202405/attachment/f4979f0065cb4395b50f113298dd7acb.jpg?
展開 Abaqus|結(jié)構(gòu)阻尼（structural damping）就是損耗因子（loss factor）
Introduction
簡 介
在Abaqus的材料定義中包含瑞利阻尼、復(fù)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。
圖 1
在幫助文檔中的定義為下式。其中，“s is the user-defined structural damping factor”，也就是在軟件界面中輸入的值。
圖 2
但是在很多文獻(xiàn)中，經(jīng)常出現(xiàn)材料損耗因子(damping loss factor)來表征材料的阻尼特性。
例如[1]中介紹的
（1）
其中為材料損耗因子（damping loss factor）。關(guān)于在材料層面、構(gòu)件層面與結(jié)構(gòu)層面損耗因子如何表征耗能，可以查閱另外一篇文章《粘彈性材料/構(gòu)件的能量消耗、損耗因子與阻尼比關(guān)系推導(dǎo)》。
本文主要說明在Abaqus材料本構(gòu)定義中所需填寫的結(jié)構(gòu)阻尼（structural damping）就是材料的損耗因子（loss factor）。
2. Derivation at the Member Level
構(gòu)件層面的推導(dǎo)
既然在幫助文檔中，是用力（Force）來闡述，因此本文也先從構(gòu)件層面來闡述構(gòu)件的損耗因子與structural damping是個什么關(guān)系。
可以定義構(gòu)件的復(fù)剛度
（2）
其
中，
為構(gòu)件的損耗因子；
描述了構(gòu)件的彈性行為，稱作storage modulus；
描述了材料的耗能，稱作loss modulus。
展開 基于ISIGHT+ABAQUS的摩擦阻尼器參數(shù)設(shè)計方法
分享2018年10月份完成的基于ISIGHT+ABAQUS的優(yōu)化案例結(jié)果-摩擦阻尼器參數(shù)設(shè)計，方法：ABAQUS計算減震結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)，并輸出結(jié)果到ISIGHT，ISIGHT提取響應(yīng)結(jié)果并根據(jù)優(yōu)化算法改變輸入變量重新導(dǎo)入ABAQUS計算，迭代數(shù)次。流程圖及計算結(jié)果見圖。從六個阻尼器參數(shù)散點(diǎn)圖可以看出，優(yōu)化過程呈現(xiàn)的趨勢明顯（既奇數(shù)層趨近較小值，偶數(shù)層趨近較大值）。
【JY】Abaqus黏滯阻尼器參數(shù)計算插件 ￥29.9
本插件嚴(yán)格按照Maxwell理論計算公式進(jìn)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(xué)原理與應(yīng)用
在ABAQUS中：
在Abaqus中，采用非線性鏈接對黏滯阻尼器進(jìn)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(jìn)行模擬。
插件和模型案例下載地址文末有！
贊助插件后可下載，下載鏈接如下：
Abaqus中考慮彈性剛度(Spring Stiffness)和阻尼(Dashpots)的重物提升仿真案例講解
[圖片]
Abaqus|基于模態(tài)阻尼的穩(wěn)態(tài)動力分析以及減振產(chǎn)品開發(fā)與優(yōu)化問題
為了在最終的頻響曲線中考慮到材料或者減（吸）振器阻尼耗能的頻率相關(guān)特性，就可以利用模態(tài)阻尼。本文主要介紹相關(guān)概念以及在Abaqus中的實(shí)現(xiàn)過程，并進(jìn)而引出減振產(chǎn)品（結(jié)構(gòu)）開發(fā)與優(yōu)化問題的提法。
▲圖0 頻響曲線
2. 穩(wěn)態(tài)動力學(xué)分析
在簡諧激振作用下的強(qiáng)迫振動，包含過渡過程和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)兩部分。由于結(jié)構(gòu)中不可避免地會出現(xiàn)阻尼力，過渡過程是迅速衰減的瞬態(tài)振動；同系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)相比較，這種瞬態(tài)振動在某些問題中是相對次要的，因而可以不與考慮。所討論的穩(wěn)態(tài)動力學(xué)分析(SteadyState Dynamics)是指在簡諧激勵作用下的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。盡管穩(wěn)態(tài)分析是針對諧振激勵，但是由于任意一個振動激勵我們都可以通過看作是頻域上若干簡諧激勵的疊加，因此穩(wěn)態(tài)分析對于控制某個隨機(jī)的振動過程也非常重要。可以指導(dǎo)減振產(chǎn)品開發(fā)與優(yōu)化。
在Abaqus中的三種穩(wěn)態(tài)動力分析計算方法：Direct, modal，subspace。對于三種方法的適用性可以參考Abqus用戶手冊或者《Abaqus動力學(xué)有限元分析指南》。由于modal方法的計算量較小便于快速評估產(chǎn)品方案，因此這里主要介紹基于modal法穩(wěn)態(tài)分析得到頻響曲線。
3. 模態(tài)阻尼
對于粘彈性材料來說，材料本身的耗能特性就與頻率相關(guān)；而由粘彈性材料與其他材料一起制作而成的構(gòu)件在不同頻率（或者不同模態(tài)/陣型/mode shape））對應(yīng)的耗能特性（阻尼）并不一樣，由此引入模態(tài)阻尼的概念。以有限元與模態(tài)應(yīng)變能法為工具，就可以獲得構(gòu)件（或結(jié)構(gòu)）以不同頻率/模態(tài)/陣型/mode shape振動時所對應(yīng)的阻尼。
4. 算例：通過模態(tài)動力學(xué)穩(wěn)態(tài)分析獲得頻響曲線
以下我們通過一個算例來闡述如何獲得頻響曲線。并且我們假定已通過模態(tài)應(yīng)變能法以獲得了模態(tài)與阻尼的關(guān)系。
展開 巧用單元提高Abaqus計算效率：帶扭曲的軸對稱單元-橡膠阻尼器內(nèi)摩擦生熱分析 ￥49.99
Abaqus有非常豐富的單元庫，其中就有軸對稱單元，比如CAX4（I/R/H/T），當(dāng)一個回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)具有某種載荷對稱性時，可以用它將三維模型縮減為軸對稱模型來分析，能減少大量的內(nèi)存和分析時間，而同樣的模型規(guī)模，3D實(shí)體單元要更耗費(fèi)計算資源。
那么，回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)受到側(cè)向彎曲或軸向扭轉(zhuǎn)的載荷時，有沒有類似的單元可以用呢？
橡膠阻尼器的內(nèi)摩擦生熱分析-節(jié)點(diǎn)溫度云圖
比如，假設(shè)上圖中的阻尼器不再是長方體，而是回轉(zhuǎn)體，且發(fā)生軸向扭曲變形，那么能不能用軸對稱單元來建模呢？
答案是可以的，在Abaqus的軸對稱單元系里還有一種可考慮Twist的單元，即帶字母G標(biāo)識的那種類型，能夠在分析時充分考慮回轉(zhuǎn)體的整體扭轉(zhuǎn)變形。
首先，我們可以在part模塊使用Axisymmetric建立環(huán)形塊狀阻尼器的回轉(zhuǎn)截面；然后在mesh模塊劃分好四邊形網(wǎng)格；最后，定義單元類型為CGAX4T，即帶扭曲的4節(jié)點(diǎn)軸對稱位移-溫度耦合單元。
這里的橡膠阻尼器材料本構(gòu)采用的是超彈性模型，應(yīng)變能描述形式為Neo Hooke，再結(jié)合時域黏彈性Prony參數(shù)與非彈性變形能耗散比，來計算阻尼器周期性扭轉(zhuǎn)過程中的材料內(nèi)摩擦生熱。
阻尼器上、下兩個端面的節(jié)點(diǎn)分別使用位于回轉(zhuǎn)軸上的兩個參考點(diǎn)來耦合，固定下端面參考點(diǎn)，并在上端面參考點(diǎn)施加軸向的周期性扭角位移。
阻尼器的回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)與網(wǎng)格-單元
雖然建模時只考慮了回轉(zhuǎn)截面，但是帶扭曲的軸對稱單元可以將回轉(zhuǎn)體發(fā)生扭轉(zhuǎn)時的整體結(jié)構(gòu)響應(yīng)考慮在內(nèi)，這是因為這種單元多了一個扭轉(zhuǎn)自由度5，拿本例中的位移-溫度耦合單元CGAX4T來說，該單元的節(jié)點(diǎn)具有1、2、5和11四個自由度。
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