附加質量
關注創建者：fxlzss 創建時間：2015-12-31
附加質量的視頻教程
【4合集】：Workbench中施加附加質量及干濕模態分析應用（單雙面施加、曲面上考慮附加質量方向的施加方法）
Workbench中施加附加質量及干濕模態分析應用（單雙面施加、曲面上考慮附加質量方向的施加方法）
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abaqus動水附加質量法的實現
在abaqus水利工程應用以及abaqus經典例題集中，都提到動水附加質量法模擬水壓在地震中的分析，書中簡略介紹了附加質量法的實現，本視頻詳細的介紹了該方法的具體實現，通過視頻的學習，可以掌握以下內容： 1、附加質量法的運用范圍； 2、如何在abaqus通過計算支座反力，導出支座反力； 3、通過python語言對導出的支座反力進行數據處理，得到附加質量的關鍵字文件
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【03】附加質量在ABAQUS中的應用（自己開發的軟件生成）
本課程主要講解附加質量法在ABAQUS中的實現。 第一章節講解了簡單的附加質量的理論，然后模擬無水情況下的模態。 第二章節講解附加質量具體的實施方法，以及自己開發的軟件的使用方式。 購買課程可以下載附件(打開網頁版才能顯示附件）inp文件小軟件（軟件使用python開發），有任何疑問可以在下方留言，我看到會及時回復的。
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附加質量的實例教程
研究背景：
從聲學超材料出現到薄膜型和薄板型聲學超材料局域共振隔聲機理的廣泛研究，其負等效質量和負等效密度特性打破了傳統吸隔聲材料質量定律的限制，為低頻吸隔聲提供了新途徑。由吸聲系數理論模型可知，薄膜型結構的吸聲性能與振型模態、相對聲阻抗率有關。對有無附加質量塊的薄膜型結構進行預應力模態分析，探討振型模態與吸聲系數曲線的對應關系。
研究內容：
由吸聲系數理論模型可知，薄膜型結構的吸聲性能與振型模態、相對聲阻抗率有關，對有無附加質量塊的薄膜型結構進行預應力模態分析，探討振型模態與吸聲系數曲線的對應關系。
圖1.薄膜型結構
圖2.無中心質量塊薄膜型結構的固有模態分析
圖3. 含中心質量塊薄膜型結構的固有模態分析
數值模擬：
分別對有無附加質量塊的薄膜型結構進行預應力模態分析，預應力模態仿真選取的聚酰亞胺薄膜彈性模量為 2.35GPa，泊松比為 0.38，選取的結構鋼質量塊彈性模量為 200GPa，泊松比為 0.30。進行COMSOL 預應力模態仿真時，圓形薄膜結構采用膜單元(Membrane)，薄膜中心質量塊結構進行添加質量處理，除邊界條件的設置外，還需在薄膜表面施加初始面應力 200N/m。仿真分析的步驟如下所示。
（1）建立幾何模型
圖4.幾何模型的構建
（2）設置物理場
圖5.物理場的設置
（3）模態分析
無附加質量塊張緊圓膜結構和附加圓形質量塊薄膜型結構的前6階固有頻率和模態振型仿真結果如圖。可以看出在comsol中利用膜單元對薄膜型結構的固有模態分析結果與原文中對應的十分準確。
圖6. 復現無中心質量塊薄膜型結構的固有模態
圖7.
展開 定義旋轉部件的初始轉速；
讀入的螺栓幾何體
◇ 讀入的parasolid模型中只包含一個螺栓；
◇ 為了保證計算精度，要對螺栓幾何模型進行處理，最終劃分全六面體網格；
◇ 螺栓采用單一組1進行劃分，其算法為bolt算法，可在單一組中定義螺栓預緊力；
螺栓對稱條件的施加
◇ 由于螺栓上體比較多，直接定義約束比較復雜，故通過定義0位移施加約束；
旋轉系統的附加質量
◇ 整個旋轉系統的部件可能很多，模型只建出部分（例如車軸之建立一段），其它質量需要用質量單元施加到旋轉中心；
◇ 附加質量為1噸 ；
附加質量點施加初始轉速
◇ 施加轉速31.42弧度/秒；
◇ 注意：此point 176必須劃分節點，所定義的質量單元、初始速度、約束方程才能有效。
結構方程時間積分算法
◇ 使用隱式動力學計算；
◇ 選擇bathe二階精度積分方法。
◇ 使用隱式動力學算法，并打開TMC雙向耦合計算設置；
◇ 使用一致集中矩陣和Trapezoidal Rule積分算法。
◇ 螺栓、車軸、摩擦盤、車輪初始為高速旋轉狀態，需要施加初始轉速；
◇ 螺栓、車軸、摩擦盤、車輪上的單元為實體單元，其節點無旋轉自由度，其轉動速度需要轉換為三個平動速度分量，施加到各個節點上；
◇ 導出節點坐標，用excel工具，根據下面公式計算出各個節點的平動速度； y方向初始速度=-角速度*z坐標 z方向初始速度=角速度*y坐標
旋轉系統（無轉動自由度節點）初始轉速的施加
制動系統溫度升高
各個部件接觸力分布
閘片、制動盤一點溫度隨時間變化曲線
展開 圖中是 6 個自由度上的浮力系數和船體與流體方向之間的夾角的對照圖
附加質量
是由周圍流體的慣性特性產生的壓力作用于潛艇的力和力矩，當潛艇加速或減速時必須帶動周圍一定質量的流體一同運動，這種效應對于水中運動的物體是很重要的，它的作用可認為是對潛艇實際質量的明顯增加。
計算附加質量矩陣系數是一個復雜的問題，需要使用 CFD 方法解決并通過實驗驗證。有幾種簡化的方法可以為一般形狀（球體、圓柱體、平板等）的潛艇提供適當的一階近似。
例子中，潛艇是典型的細長 myring 形狀，假設圍繞x軸旋轉對稱，應用細長理論和 Lamb’s k-factors 的組合來估計扁長球體的附加質量矩陣的系數，將其簡化為：
對應水下潛艇，這些系數常被視為常數，并假設自上而下和左右舷對稱，可以得出：
和
對于細長理論的細節，可參考 MIT 出版的 Maneuvering and control of Marine Vehicles 第 8 章節，電子書鏈接:
https://dspace.mit.edu/bitstream/handle/1721.1/35260/13-49Fall-2000/NR/rdonlyres/Ocean-Engineering/13-49Maneuvering-and-Control-of-Surface-and-Underwater-VehiclesFall2000/9902D412-8BF9-4401-874B-850F2FC6267A/0/all.pdf
◆ ◆ ◆ ◆
展開 附加質量、流體動力附加質量和載荷以及浮力載荷可用。
CABLE280單元介紹
CABLE280 適用于分析中等到極細的電纜結構（例如海底電纜）。該單元是 3-D 空間中的二次三節點線單元。每個節點具有三個自由度：節點x、y和z方向的平移。
支持彈性、各向同性硬化塑性、運動硬化塑性、Hill各向異性塑性、Chaboche 非線性硬化塑性和蠕變。附加質量、阻尼、壓縮剛度縮放、粘性正則化和初始狀態可用。
如果有需求的，可以自己去查看幫助，有更詳細的介紹。
模型鏈接回復 幫助文檔，進去WB驗證案例文件夾，可根據對應的案例號找到對應的模型文件夾，下載該文件夾即可。
展開 3）海上風力機浮式平臺水動力性能研究共性結論表明，上述3種浮式平臺所受一階波浪力與力矩大小均主要取決于平臺各向的投影面積，應在設計與施工時盡量保證波浪與浮式平臺正向平行，以避免產生過大的側向波浪力；多立柱式平臺垂蕩附加質量明顯大于單柱式平臺，縱搖與橫搖附加質量與平臺重心高度有關；多浮體結構較為復雜使得各向輻射阻尼明顯大于單柱式平臺，且在波頻范圍內更加明顯。
附加質量的相關專題、標簽、搜索
附加質量的最新內容
模型未按要求修改：我明確要求添加桁架質量、風機附加質量，賣家直接無視，僅簡單調整了規則波，結構邏輯完全錯誤，和我最初的需求完全脫節。
2. 結果完全不符合約定：交付的頻域曲線拐點混亂、時域結果錯誤，和我提供的參考論文圖型完全不符，甚至連基本的工況都沒跑通，根本無法用于后續分析。
3.
</p><p><strong>注意</strong>：需考慮灰斗內堆積的粉塵/顆粒物密度（可通過<code style="background-color: var(--ds-md-inline-code-color,#ececec);">Nonstructural Mass</code>附加質量模擬）。
“RBE3 單元通常用于連接部件、附加非結構集中質量、施加載荷和邊界條件，以及其他需要分布式連接的地方。與 RBE2 不同，且與其名稱相反，RBE3不表現為剛體。RBE3 在構成節點和自由度之間創建了一個柔性連接，其中中心節點的位移等于其他節點位移的加權平均值。當不需要/不希望使用連接元技術時，此工具可以用于快速直接創建和修改 RBE3s。”
激振器激勵的主要優點是可以采用多種激勵信號，并且一次可以采集多個響應點的輸出信號，主要缺點是由于在車身上粘貼傳感器，會帶來附加質量的問題。
激振器的激勵點的選擇應遵循一下兩點：
（1）選在剛度較大且便于激振的地方；
（2）應避開結構模態節點或者支撐點，因此不宜選在對稱的平面上。
由于采用了有效的附加質量隨時間變化的近似計算方法，該方法運行速度較快。結果顯示，與GBS平臺的甲板載荷測量值總體上吻合良好。
使用商用的Volume-of-Fluid方法進行的全非線性建模初步研究取得了有前景的結果。所得波浪運動學和甲板載荷在合理范圍內，盡管仍有改進空間。由于邊界反射，大型數值波浪域與計算機性能之間的平衡目前是一個挑戰。
所謂濕模態是考慮流體對結構的作用，也就是在通用的振動方程中加入了有關流體的附加質量及剛度矩陣（Kx、Mx），這塊相互作用對結構的模態存在一定的影響，尤其是涉及諸如油、水等液體的作用。舉例來講，司馬光砸缸的那口缸，在加水和不加水的情況下，砸缸的聲音肯定是不一樣的，一個明顯清脆寬廣，一個就顯得沉悶。再比如我們車載的油箱結構，在加滿汽油和未加滿汽油的情況下，兩者的模態肯定是不一樣的。
基于三維勢流理論計算浮式基礎的水動力系數,包括靜水恢復力系數、附加質量和阻尼系數以及一階和二階波浪載荷傳遞函數,其中0°入射方向下一階波浪載荷傳遞函數的計算結果如圖4所示。
圖3 浮式基礎水動力模型
圖4 波浪入射方向為0°時的一階波浪載荷傳遞函數
動力響應分析
建立海上浮式風力機數值仿真模型,計算極端停機工況下浮式風力機的運動響應。環境載荷方向的定義如圖5所示。
【13】基于ANSYS的巖體初始地應力反演
https://www.yqgqt.org.cn/video/c210265
八折
【09】基于ANSYS的隧道開挖模擬
https://www.yqgqt.org.cn/video/c17740
八折
【06】附加質量在
(1) 輻射問題.在沒有入射波的情況下，結構被迫以剛體運動模式與波頻率振蕩，所產生的載荷通常用附加質量、阻尼和恢復載荷來表示：
其中：Akj、Bkj為增加質量和阻尼；Ckj為流體靜力恢復系數，j, k=1, 2, …, 6,為六自由度剛體模態；Akj、Bkj為波頻ω函數；r為半徑函數.
為了模擬工作載荷，在樓板上布置了附加質量。模型通過16根螺栓桿固定在工作臺上，這樣確保了嵌入假設。應用的地震信號為單軸垂直的，測試程序包括了9個遞增的加速度等級。
圖4 CEA測試模型
在通用結構仿真軟件中使用的計算模型由2500個用來模擬混凝土的DKT單元與1900個用來模擬鋼筋的GRILLE單元組成。
