ansys材料阻尼比設(shè)置的案例
【結(jié)構(gòu)阻尼討論一】瑞麗阻尼設(shè)置問題的討論--來自O(shè)penSEES 社區(qū)
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研究筆記
Angus' opnion
結(jié)構(gòu)阻尼的設(shè)定是結(jié)構(gòu)動(dòng)力非線性的一個(gè)很重要的參數(shù)，在接下來的三個(gè)推文里，Angus 將詳細(xì)探討結(jié)構(gòu)阻尼的構(gòu)建的本質(zhì)，瑞麗阻尼的局限，阻尼參數(shù)設(shè)置和非線性收斂?jī)?yōu)劣的關(guān)系以及對(duì)動(dòng)力分析計(jì)算結(jié)果的影響。今天整理的是來自O(shè)penSEES論壇對(duì)瑞麗阻尼設(shè)置的一些常見問題以及fmk等 前輩的回答，希望能夠給大家一些思路。
提問：
我想問一個(gè)關(guān)于Rayleigh命令的問題。
Rayleigh命令的用法如下：rayleigh $alphaM $betaK $betaKinit $betaKcomm
我可以看到，$alphaM與教授Chopra所著的《結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)》一書中解釋的'a0'項(xiàng)相同。而$betaKinit與結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)中的'a1'項(xiàng)有關(guān)。$betaK似乎與單元進(jìn)入非彈性范圍時(shí)的切線剛度有關(guān)。問題是，我不知道$betaKcomm的作用是什么。
在命令手冊(cè)中，它說"factor applied to elements committed stiffness matrix."。我不知道'committed'是什么意思。如果有任何幫助、建議或參考資料推薦，我將不勝感激。
展開 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(dòng)力分析的高階性能時(shí)，體積粘性是尤其必要的。體積粘性只是作為一個(gè)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(gè)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(qǐng)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(gè)節(jié)點(diǎn)相對(duì)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(shí)使用，一般不會(huì)引起穩(wěn)定極限值的顯著變化
。
展開 ANSYS知識(shí)普及系列17——ANSYS/LS-DYNA常用的材料模型參數(shù)設(shè)置
本人準(zhǔn)備出一個(gè)ANSYS知識(shí)普及系列，將有用的網(wǎng)上資料歸攏，由于知識(shí)水平有限，不對(duì)之處請(qǐng)諒解。也歡迎各位網(wǎng)友提供好的資料分享，讓我們共同完成這個(gè)ANSYS知識(shí)普及系列。
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作者：Jeffery大跨空間結(jié)構(gòu)
ANSYS/LS-DYNA常用的材料模型參數(shù)設(shè)置
1.紫銅(johnson_cook)
EX=1.19
cm-g-us
*MAT_JOHNSON_COOK0 f, z, ~!
展開 abaqus中阻尼的設(shè)置
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(jiǎn)便有效的。 在ABAQUS中分兩步定義復(fù)合阻尼。 a) 在材料屬性中定義該材料對(duì)應(yīng)的復(fù)合阻尼，如下圖所示： b) 在分析步驟內(nèi)勾選復(fù)合阻尼選項(xiàng)，如下圖所示： 4.4 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)。結(jié)構(gòu)阻尼力的方向與速度方向相反，與位移相比滯后90°。只有當(dāng)位移和速度的相位差為90°時(shí)，結(jié)構(gòu)阻尼假設(shè)才能成立，因此激勵(lì)必須是正弦函數(shù)。使用結(jié)構(gòu)阻尼假設(shè)的動(dòng)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，其它如瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析則不能直接應(yīng)用機(jī)構(gòu)阻尼，必須依據(jù)一定的準(zhǔn)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：
展開 
【JY】淺析時(shí)程分析中的阻尼設(shè)置
模態(tài)阻尼構(gòu)成的阻尼矩陣，是荷載工況得到的模態(tài)阻尼疊加材料屬性上所獲得的模態(tài)阻尼進(jìn)行換算組裝，值得注意的是：材料模態(tài)阻尼比是為了區(qū)分鋼-混凝土結(jié)構(gòu)或土-結(jié)構(gòu)等，確定不同材料阻尼比時(shí)進(jìn)行分析，并且若是定義了材料阻尼比，則需要考慮是否取消系統(tǒng)阻尼比，避免重復(fù)計(jì)算。
FNA法中需要注意的是：
模態(tài)阻尼的假定是相對(duì)于總剛度矩陣 K 的，其包括了來自非線性單元的有效剛度。此時(shí)會(huì)影響模態(tài)值，從而影響對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的阻尼影響。
如：隔震結(jié)構(gòu)，采用屈服后剛度填寫單元有效剛度、則得到的模態(tài)點(diǎn)是屈服后周期點(diǎn)，在這些模態(tài)點(diǎn)上賦予阻尼比。
理論上最合理的做法是預(yù)估本非線性工況下隔震單元的最大變形，并計(jì)算得到此時(shí)的有效剛度進(jìn)行填寫，得到的模態(tài)點(diǎn)進(jìn)行賦予阻尼比。但事實(shí)上，我們?cè)诜治銮埃o法精確預(yù)估隔震單元的最大變形。
建議可采用屈服后剛度填寫單元有效剛度，系統(tǒng)阻尼比對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響，遠(yuǎn)小于隔震單元自身的耗能影響。
【JY】基于Ramberg-Osgood本構(gòu)模型的雙線性計(jì)算分析
直接積分法需要注意的是：
個(gè)人非常不建議在非線性直接積分法計(jì)算中采用模態(tài)阻尼，除非是為了和FNA進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證！
展開 探索微晶格阻尼材料背后的3D打印與材料科學(xué)
微晶格適于在大于300攝氏度的溫度，低于負(fù)100攝氏度的溫度或在超過200攝氏度的溫度范圍內(nèi)提供阻尼用途。
阻尼的物理意義是力的衰減,或物體在運(yùn)動(dòng)中的能量耗散。通俗地講，就是阻止物體繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。一般來說，材料的阻尼系數(shù)越大意味著其減震效果或阻尼效果越好。但是并不是阻尼越大越好，阻尼大到一定程度時(shí)兩個(gè)物體之間變成了剛性連接。
當(dāng)然，微晶格需要閾值應(yīng)力以觸發(fā)屈曲和伴隨的能量吸收等特性是可以設(shè)計(jì)的。
通過制造這種具有類似于粘彈性阻尼材料的金屬或陶瓷微晶格材料，同時(shí)保留金屬或陶瓷的優(yōu)點(diǎn)，例如溫度不敏感（與粘彈性僅20-30攝氏度范圍相比）。
可期待的商業(yè)化前景
關(guān)于微點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的商業(yè)化應(yīng)用，3D科學(xué)谷曾介紹過Incase利用Carbon的20臺(tái)3D打印平臺(tái)來設(shè)計(jì)和生產(chǎn)更先進(jìn)的移動(dòng)設(shè)備保護(hù)設(shè)備，這是業(yè)內(nèi)首個(gè)3D打印的新型彈性體復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的移動(dòng)設(shè)備防護(hù)解決方案。
這樣的微晶格材料還可用作吸聲器，其比傳統(tǒng)的吸聲器更薄更輕。另外，它可以用在汽車中作為減振器來減弱聲音并提供沖擊保護(hù)。可擴(kuò)展的商業(yè)化前景包括可以用作約束層阻尼器，以抑制平面或旋翼機(jī)機(jī)身中板的振動(dòng)。
這是一種具有較低的重量，較低的溫度依賴性和多功能特性的材料，而3D打印讓這種新型的材料成為現(xiàn)實(shí)。
參考資料：US10119589B2_microlattice damping material and method for repeatable energy absorption
來源：3D科學(xué)谷
展開 Adams柔性體阻尼比設(shè)置方法
1 概述
Adams中柔性體阻尼比的缺省設(shè)置如下：
1) 低于100Hz的所有模態(tài)阻尼比為1%；
2) 100Hz到1000Hz的模態(tài)阻尼比為10%；
3) 高于1000Hz的模態(tài)阻尼比為100%。
利用FXMODE、FXFREQ函數(shù)可以對(duì)柔性體阻尼比進(jìn)行自定義設(shè)置，F(xiàn)XMODE函數(shù)返回柔性體模態(tài)階數(shù)，F(xiàn)XFREQ函數(shù)返回柔性體模態(tài)頻率。
2 實(shí)現(xiàn)方法
下面以實(shí)例介紹Adams柔性體阻尼比設(shè)置方法：
1） 某連桿柔性體如下圖1；
圖1 柔性體模態(tài)信息
對(duì)應(yīng)頻率的阻尼比關(guān)系用寫字本格式列出，如下圖2；
圖2 頻率與阻尼比對(duì)應(yīng)關(guān)系
將上面寫字本格式文件damping_ratio.txt導(dǎo)入Adams，形成Adams spline數(shù)據(jù)；
圖3 導(dǎo)入damping_ratio信息
將生成的damping_ratio用樣條插值函數(shù)擬合成柔性體的阻尼比，如下圖4；
圖4 通過樣條插值函數(shù)擬合阻尼比
3 參考信息
模型文件：conrod_0.mnf、damping_ratio.txt
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展開 Workbench軸承設(shè)置，四個(gè)剛度系數(shù)，四個(gè)阻尼系數(shù)的含義 ￥5
在workbench的模態(tài)分析功能中，有插入軸承支承的功能，但是相關(guān)設(shè)置可能不是那么容易理解，本文結(jié)合相關(guān)理論和實(shí)踐，努力把這個(gè)問題解釋清楚。
后文目錄
一：相關(guān)理論
二：實(shí)際操作
案例3：阻尼材料案例：Isotropic VS Viscoelastic Materials
阻尼材料在車身減振降噪中應(yīng)用的范圍比較廣，阻尼材料在VL中可以通過Viscoelastic Materials來設(shè)置，之前有網(wǎng)友說設(shè)置阻尼材料后沒減振效果，因此本案例對(duì)比分析了Isotropic材料（無損耗因子）與Viscoelastic材料（阻尼損耗因子0.2）的振動(dòng)響應(yīng)，來比較阻尼材料的減振效果。
模型：周邊約束，然后給定單位激振力，分析某點(diǎn)的振動(dòng)響應(yīng)。
Isotropic材料
Isotropic材料計(jì)算的某點(diǎn)振動(dòng)響應(yīng)
Viscoelastic材料（阻尼損耗因子用虛部來表示）
Viscoelastic材料計(jì)算的某點(diǎn)振動(dòng)響應(yīng)
分析結(jié)果對(duì)比：
20-200Hz范圍內(nèi)振動(dòng)加速度的均方根值對(duì)比：65.16 vs 40.49
致謝：感謝superxjw版主在本人使用VL過程中的幫助。
本案例所用到的模型下載地址：http://pan.baidu.com/share/link?shareid=2433308033&uk=1728334102
展開 減振降噪高分子阻尼材料技術(shù)說明
減振降噪高分子阻尼材料技術(shù)說明
作者： 出自：http://www.chinatech.com.cn
高分子阻尼材料主要是從低聚物出發(fā)，通過固化、共混、互穿網(wǎng)絡(luò)接枝、嵌段等方法，研制出多種阻尼材料。有膠片型、涂料型、泡沫型和壓敏型等，這些阻尼材料有的用于艦船柴油機(jī)減振降噪；有的用于艦艇導(dǎo)流罩阻尼，透聲涂層；還可用于汽車、飛機(jī)、機(jī)械的減振降噪處理。可根據(jù)需要，調(diào)節(jié)阻尼系數(shù)(tanδ)和使用溫度范圍。
1．膠片型采用普通橡膠板生產(chǎn)工藝，需硫化機(jī)、煉膠機(jī)，原料為各種橡膠，硫化劑，促進(jìn)劑，填料等。
2．涂料和膠粘劑型主要是混料釜。 原料在市場(chǎng)上均可購(gòu)到。
展開 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(gè)根據(jù)掃頻結(jié)果計(jì)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 
ANSYS中的阻尼
在各種阻尼輸入下，ANSYS程序計(jì)算出的第i個(gè)模態(tài)的總模態(tài)阻尼比是
（5.1.7）
ANSYS計(jì)算模態(tài)阻尼比的公式
其中前兩項(xiàng)是 阻尼與 阻尼對(duì)應(yīng)的模態(tài)阻尼比，第三項(xiàng)是輸入的全結(jié)構(gòu)阻尼比，第四項(xiàng)是輸入的模態(tài)阻尼比，最后一項(xiàng)是M種材料的材料阻尼系數(shù) 產(chǎn)生的模態(tài)阻尼比。其中 是第j種材料對(duì)應(yīng)的模態(tài)應(yīng)變能，在日本減震規(guī)范中，就是采用此此應(yīng)變能公式來計(jì)算結(jié)構(gòu)阻尼比的。
?注意：
如前所述，在做Full積分法的瞬態(tài)分析時(shí)，用阻尼比定義的阻尼都被ANSYS程序忽略掉了，所以同一個(gè)模型采用full法和模態(tài)疊加法的瞬態(tài)分析，ANSYS計(jì)算采用的阻尼可能不一樣，造成結(jié)果也有差別。
以下是結(jié)構(gòu)分析中常用的幾種阻尼輸入的ANSYS命令流演示。
1）用MP,damp來輸入粘滯阻尼
DAMPRATO=0.025 ! 已知粘滯阻尼的阻尼比
LOSSMODM=2*DAMPRATO ! 粘滯阻尼的阻尼比乘以2是等價(jià)的材料阻尼系數(shù)(日
!本規(guī)范的
展開 ansys中阻尼加法總結(jié)
希望對(duì)大家有幫助
ANSYS中的阻尼等聲學(xué)知識(shí)及實(shí)例
明確ANSYS中的阻尼，聲吸收，阻抗的含義：
阻尼是指動(dòng)力學(xué)問題相關(guān)的能量損失，可以在瞬態(tài)或諧波聲學(xué)中包括。聲的吸收和阻抗指壓力自由度相關(guān)的損失。ANSYS中的阻抗用來標(biāo)識(shí)聲表面可以吸收能量的開關(guān)，MU指能量在指定聲表面被吸收的數(shù)量。這個(gè)用途對(duì)ANSYS是特殊的，意義比廣義聲學(xué)中更為嚴(yán)格。
通常的一個(gè)誤解是約束的邊界是吸收邊界。實(shí)際上這種邊界反射壓力脈沖并將其反號(hào)。各種邊界條件總結(jié)如下：
MU值 DOF（自由度約束) 結(jié)果邊界條件
u=0 未約束 無壓力反號(hào)
Mu=1 未約束 吸收邊界（仿佛另一側(cè)有相同材料）
Mu=∞ 未約束 壓力反向的反射邊界
Mu=any 約束 壓力反向的反射邊界
Mu=0 模擬剛性壁條件：無吸收，100%反射聲能。Mu<1表示（至少是典型如此）聲波從低密度流體進(jìn)入高密度流體。例如聲波在空氣中傳播碰到空氣/水界面就像遇到剛性墻壁，因此Mu會(huì)很小，為0.05。在譜的另一端，MU=∞相應(yīng)于壓力釋放（P=0）邊界。聲在水中傳播遇到空氣/水界面就如同是p=0邊界。這樣大的MU值可以用于模擬聲在水中傳播的空氣/水邊界。如果要模擬聲從高密度媒質(zhì)到低密度媒質(zhì)，設(shè)定的MU值應(yīng)大于1。
下面例子示意了阻尼和聲吸收的使用。這個(gè)問題是聲學(xué)管，類似于管弦樂和弦，施加到一端的壓力向另一端傳遞在盡頭反射。問題包括壓力波的幾次反復(fù)，表明在管封閉端的吸收。包括了不同的阻尼值（對(duì)阻尼矩陣）和MU（吸聲端）。阻抗值對(duì)全反射邊界為0，有吸收的為1。
展開 一種具有高阻尼，柔軟和可再加工的熱界面材料
熱界面材料(TIMs)通過有效地將熱量從電子器件傳遞到散熱器，在電子器件的整體散熱中起著重要作用。另一方面，這些電子設(shè)備的汽車應(yīng)用需要TIMs的高性能特性，例如優(yōu)異的高阻尼，因?yàn)閬碜攒囕v的各種頻率的振動(dòng)和沖擊無處不在。事實(shí)上，大約20%的電子設(shè)備故障或疲勞故障是由上述振動(dòng)引起的。高阻尼和可再加工性可以抑制沖擊甚至修復(fù)振動(dòng)造成的損傷，阻尼TIMs的可再加工性可以有效地節(jié)約資源，降低成本。然而，目前的TIM仍然缺乏抑制振動(dòng)和再加工的能力，因?yàn)閷⑦@些特性集成到一個(gè)TIM中仍然是一個(gè)難題。
02
成果掠影
近日，中科院深圳先進(jìn)電子材料國(guó)際創(chuàng)新研究院曾曉亮、任琳琳和南昌大學(xué)杜國(guó)平老師團(tuán)隊(duì)針對(duì)開發(fā)具有顯著的阻尼性能、可再加工性、柔軟性和高導(dǎo)熱性的TIMs取得最新進(jìn)展。受皮膚組織中纖維網(wǎng)絡(luò)和脂肪細(xì)胞的協(xié)同作用的啟發(fā)，我們?cè)谶@里報(bào)道了一種高阻尼、柔軟和可再加工的TIM，將粘性聚合物注入聚丁二烯瓶刷聚合物網(wǎng)絡(luò)中，同時(shí)結(jié)合氮化鋁填料。所得的TIMs在日常生活頻率范圍內(nèi)(1 -
300 Hz)的阻尼系數(shù)高達(dá)0.95-1.0，優(yōu)異的再加工效率(92%)，低楊氏模量(55.8
kPa)和導(dǎo)熱系數(shù)為2.25 W/mK。目前的工作為抗沖擊電子產(chǎn)品中的高性能TIMs提供了一種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。研究成果以“High damping, soft and reprocessable thermal interface materials inspired by the microstructure of skin tissue”為題發(fā)表于《Composites Science and Technology》。
03
圖文導(dǎo)讀
圖1.模擬皮膚組織的TIMs設(shè)計(jì)原理。
圖2.
展開 