阻尼建模的案例
在SAP2000和Perform3D中設計粘滯流體阻尼器
接下來，課程進入SAP2000的實際操作建模，你將學習如何正確定義非線性連接單元、分配阻尼器屬性，并將粘滯流體阻尼器集成到結構系統中。你將執行線性和非線性時程分析，解釋關鍵結果，并通過位移、加速度和力響應來評估阻尼器的有效性。
在高級部分，課程涵蓋Perform3D建模，重點關注基于性能的抗震評估、非線性組件、阻尼器校準和驗收標準。你將學習如何比較結構在有阻尼器和無阻尼器情況下的行為，評估生命安全性和防止倒塌的性能水準，并理解真實工程項目中使用的實用設計決策。
本課程非常適合希望在設計辦公室和研究項目中自信應用抗震阻尼器的土木和結構工程師、研究生、研究人員和實踐專業人士。無需具備阻尼器經驗，只需具備結構分析和地震工程的基礎知識。
完成本課程后，你將能夠專業地使用SAP2000和Perform3D設計、建模、分析和評估粘滯流體阻尼器。
**目標學員**
- 希望專攻抗震保護的土木和結構工程師
- 對高級結構建模和阻尼系統感興趣的工程專業學生
展開 全網首發！基于ANSYS的工程結構抗震分析全過程（含全部程序+使用教程） ￥299
1 包含的內容
（1）說明文本
（2）有限元模型及建模命令流
（3）模態分析全過程命令流
（4）EL Centro地震波詳細數據
（5）動力時程分析全過程命令流
（6）節點響應后處理命令流
（7）完整算例文件
（8）《ANSYS結構動力分析與應用》
2 研究背景
在突如其來的地震面前，建筑結構的每一次晃動，都是對工程師設計理念與分析方法的終極拷問。結構是否具備足夠的延性？振動能否有效耗散？我們該如何預判這些動態響應，做出科學決策？在現代結構抗震設計中，有限元分析已成為工程師手中的核心工具。其中，ANSYS憑借其強大的建模能力與數值分析引擎，成為進行地震響應模擬與結構動力評估的主流平臺之一。然而，從構建模型到輸入地震波、從模態分析到時程響應，整個流程對初學者而言既嚴謹又復雜，亟需系統的操作指南。
作為一名科研博主，我希望通過這份教程，為你梳理出一條抗震建模之路。你將學到：如何搭建高層建筑的簡化有限元模型；如何進行模態分析與阻尼建模；如何輸入真實地震波并施加慣性力；如何提取關鍵節點的時程響應數據；以及，如何一步步將“地震”變為“數據”，讓結構的抗震能力變得可視、可量化、可優化。無論你是結構工程新手，還是希望將抗震仿真引入科研項目的研究者，這份教程都將成為你邁向工程抗震仿真實踐的重要起點。
3 研究的依據
[1] 王新敏. ANSYS結構動力分析與應用[M]. 人民交通出版社, 2014.
4 算例有限元模型
本模型采用ANSYS命令流構建了一個典型的20層鋼筋混凝土高層框架結構，旨在分析其在重力與地震荷載作用下的力學響應。結構主要特征如下：
（1）結構形式：三維矩形平面框架，由梁柱構件組成，不含剪力墻和樓板，以簡化分析。
（2）建模方法：使用ANSYS中的BEAM188單元模擬梁柱，具備考慮剪切變形與彎曲的能力，適合模擬細長框架構件。
展開 案例分析 | Actran輔助車身地板阻尼優化
國內汽車NVH團隊在進行阻尼的NVH性能仿真模擬時，普遍采用非結構質量模擬阻尼層，并對車身結構定義經驗性的模態阻尼來近似體現阻尼材料的效果。這與實際阻尼鋪設方案有很大差別，并不能直接驗證阻尼方案的最終效果。
“汽車市場的競爭越加劇烈，我們急迫需要找到一種可以精確模擬阻尼材料振動噪聲性能的CAE方法，”吳列總師說道，“能夠針對實際載荷響應進行阻尼的優化，在保證車輛性能的前提下控制成本。”
解決方案
阻尼的精確模擬
阻尼材料通常具有隨頻率變化的損耗因子。在仿真模型中不僅要體現阻尼材料與結構本身的貼附關系，還需要模擬貼附位置處，阻尼材料為結構帶來的損耗。在Actran中通過實體殼單元模擬阻尼材料層，并將材料的損耗因子定義到楊氏模量中，準確模擬阻尼材料的阻尼作用。
在進行車身阻尼建模前，首先通過定制箱體進行仿真和測試對標。
展開 Altair 3月線上培訓及網絡研討會發布
線上培訓內容大綱
線上培訓時間：上午：09:30-12:00 下午：13:30-17:00
HyperMesh建模高級培訓（3月2日）
上午：六面體網格劃分、網格變形
下午：復雜薄壁件中面抽取、如何減少重復
SimLab結構分析培訓（3月6日）
上午：SimLab基礎、Solution Manager
下午：非線性分析、熱應力及頻響分析
OptiStruct結構動力學分析（3月9日）
上午：動力學概述、模態分析、預應力模態分析、單自由度系統、阻尼建模
下午：瞬態響應分析、頻響分析、動力學后處理、強迫運動分析、隨機振動、模型檢查與分析設置
Radioss顯式動力學基礎培訓（3月10日）
上午：Radioss概述、Radioss基礎
下午：如何判斷仿真有效、Radioss 聯合 HyperStudy 優化、Radioss推薦設置總結
HyperWorks優化高級培訓（3月13日）
上午：優化策略、靈敏度分析、第二類響應創建與應用
展開 
設計仿真 | 馬恒達使用Adams與ODYSSEE機器學習構建頻率相關阻尼器準確預測行駛和操縱性能
這些值輸入用戶子程序（dll），力值的輸出發送到阻尼器。對于這一阻尼力的查詢發生在行進模擬的每一步中。該圖顯示了Adams環境中此操作的實現片段。
圖2. 使用FSD測試數據生成ODYSSEE模型
圖3. 在Adams整車模型中嵌入ODYSSEE模型
圖4. 嵌入整車模型
04
結 果
機器學習模型可以高精度地復制真實的阻尼器性能。輸入機器學習算法的數據量越多，模型的性能就越好。下圖結果顯示了模型與真實測試數據相比的表現。
圖5. 實測阻尼器力和ODYSSEE預測值的對比
05
結 論
Mahindra研究谷的車輛動力學團隊能夠使用Adams和ODYSSEE進行創新，在車輛模擬中實現與頻率相關的阻尼器。如果沒有使用ODYSSEE CAE的Quasar求解器及其機器學習算法學習測試數據的能力，這項任務將非常繁瑣或完全不可能完成。
06
客戶評價
使用ODYSSEE的頻率相關阻尼器建模有助于探索MBD模擬中阻尼器特性的傳統建模之外的問題。這為我們引入更復雜的阻尼器特性并提高模擬模型的保真度提供了動力。
展開 轉子動力學資料
Samcef Rotor可以進行轉子系統的建模，阻尼與無阻尼轉子臨界轉速、轉子穩定性、不平衡響應分析及瞬態響應分析、彎扭耦合分析。能考慮發動機轉子與靜子間的耦合及發動機轉子支撐剛度的計算，模擬發動機各種支撐方式，如軸承、油膜等。
SFR106-exercices (1).rar
SFR106-exercices (2).rar
SFR106-exercices (3).rar
SFR106-exercices (4).rar
SFR106-exercices (5).rar
SFR106-exercices.rar
Samcef Rotor練習
Samcef Rotor可以進行轉子系統的建模，阻尼與無阻尼轉子臨界轉速、轉子穩定性、不平衡響應分析及瞬態響應分析、彎扭耦合分析。能考慮發動機轉子與靜子間的耦合及發動機轉子支撐剛度的計算，模擬發動機各種支撐方式，如軸承、油膜等。
Samcef Rotor軟件的主要特點：仿真分析,有限元,模擬,計算,力學,航空
Samcef Rotor練習.rar
Samcef Rotor轉子系統的建模資料
Samcef Rotor可以進行轉子系統的建模，阻尼與無阻尼轉子臨界轉速、轉子穩定性、不平衡響應分析及瞬態響應分析、彎扭耦合分析。能考慮發動機轉子與靜子間的耦合及發動機轉子支撐剛度的計算，模擬發動機各種支撐方式，如軸承、油膜等。
Samcef Rotor軟件的主要特點：仿真分析,有限元,模擬,計算,力學,航空,
Samcef Rotor練習.rar
Altair官方2020最新培訓系列課程上線啦！
在CAE建模、可視化、模擬、優化和工藝過程自動化等方面為全球的客戶提供先進的產品工程方案。本次，我們特別邀請Altair技術團隊為大家在線授課，每場價值3000元的線下培訓課程，現免費開放報名供大家學習交流！希望在疫情之下，能夠幫助大家通過視頻學習提升自我，辦公效率不減速，學習效率不打折！
【Altair教程目錄】
【教程詳情】
（一）Altair HyperMesh?建模高級培訓
內容大綱：
1.六面體網格劃分、網格變形（基本工具、分塊策略；變形策略、4種變形工具）；
2.復雜薄壁件中面抽取、如何減少重復（主要困難、應對思路、midmesh、midsurf；復制粘貼、批量處理、借助腳本、借助外部工具）。
課程鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15049
（二）Altair SimLab? 結構分析培訓
內容包括：
1.SimLab基礎、Solution Manager（GUI、模型導入和網格劃分等；模型裝配、靜力學分析、模態分析及后處理等）
2.非線性分析、熱應力及頻響分析（網格連接、螺栓創建、接觸定義、參數及輸出設置等；熱載荷定義、載荷映射、流固耦合分析、頻響分析等）
課程鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15050
（三）Altair OptiStruct? 結構動力學分析
內容包括：
1.（動力學概述、模態分析、預應力模態分析、單自由度系統、阻尼建模）
2.
展開 使用nastran計算模態解耦
1）建模：建立發動機質心點位置，懸置點位置；需注意懸置點位置需要建立兩個重合的點，用來模擬懸置的主動側和被動側，并用三向的bush單元來連接這同一位置的兩個點。需要將懸置靠近發動機位置的模擬點與質心點使用rbe2相連，并在質心點位置建立conm2質量單元，該質量單元賦值發動機的質量；使用card edit，選擇該質量單元，選擇cont并設置發動機的轉動慣量。設置bush的三向剛度K，以及使用GE設置其阻尼。為方便建模，可以將重合的懸置點先移動一定距離，bush建立好后，將另一側再移回原位置。
2）建立約束載荷及模態求解階次。方便設置約束可以在上一步中bush建立前即建立該位置的約束，模擬懸置被動側連接到車身作為接地的設置。如果建立13自由度模型，也可以再建立車身的質心node點，并將懸置的點與車身與懸架連接位置點使用rbe2連接到一起。設置求解模態階次應覆蓋動力總成的自由度。
3）建立正則模態計算工作步load step。
4）建立工作卡片，如果使用nastran計算，需設置sol103,autospc, post-2, DISPLACEMENT=ALL等常用的卡片。另外需要使用CASE_UNSUPPORTED_CARDS并設置GPKE(PUNCH)=1的語句，以輸出解耦率；解耦率輸出到punch文件中，輸入的范圍為set=1；set=1需要建立node格式，其ID為1并選擇上動力總成質心點，也可為elem格式并選擇動力總成模擬的conm2及rbe2單元，如果為建模的有限元網格也需要在此選擇動力總成。
5）輸出bdf或dat文件求解，并打開pch文件查看解耦率計算結果。當然如果不關心解耦率，只關心剛體模態頻率時可以不用輸出gpke的結果。
文章來源：新能源車振動與安全
展開 基于MSC Nastran懸置優化
設置bush的三向剛度K，以及使用GE設置其阻尼.為方便建模，可以將重合的懸置點先移動一定距離，bush建立好后，將另一側再移回原位置。Nastran廣義彈簧單元，支持定義屬性，模態分析，只需輸入剛度信息：
3、PLOTEL,為顯示和示意需要，建立PLOTEL單元，表示動力系統完整外形。
圖：Patran中動力系統模型
MSC計算工況定義與結果輸出要求，其他GPKE為節點動能輸出，標準參數定義：
備注：支持PRINT、PUNCH格式輸出；
支持SOL 103模態計算。
動力懸置系統輸出中，需要定義SET，輸出質心點節點模態動能。
上圖示例，完成計算后，可以在f06、PCH或H5文件中，查看節點動能，在6個方向分解量。
展開 
SAMCEF for Rotor Pre/Post Processor 介紹
?模態分析和創建超單元(SAMCEF Dynam) 對于尺寸較大的模型，定子或轉子可用超單元表示，超單元由模態綜合生成，可減小剛度矩陣、質量矩陣、陀螺力矩陣、阻尼力矩陣和向心力矩陣的規模。
?計算臨界轉速(SAMCEF Rotor) 有幾種方法可解決彎曲、拉壓扭轉或其相互耦合，掃描法可定義旋轉頻率的范圍，采用復特征值計算。直接法通過特征值法獲得臨界轉速，它被用于恒剛度無阻尼的陀螺系統。
?頻響分析(SAMCEF Rotor) 幾種方法可計算不平衡力或異步載荷的諧振響應。模態法是將力和矩陣用模態坐標表示；直接法通過諧波平衡法可計入局部非線性（間隙、非線性加強筋、壓膜阻尼器、用戶單元、摩擦片）的影響
?瞬態響應分析(SAMCEF Rotor) 瞬態響應分析可模擬轉子啟動（或停轉）和葉片損失，它使用Newmark積分法，諸如間隙、壓膜、動壓軸承和摩擦片之類的非線性行為可通過牛頓迭代求解，具有自動時間步功能，若需要，也可進行初始靜態計算。
?敏度和統計學分析(SAMCEF Rotor) 頻域分析（臨界速度和諧振響應分析）時，可進行不同設計參數的靈敏度分析，特別地，軸承元的動力學特征（剛度、阻尼）可視為設計參數，當給定設計參數的標準方差時，敏度分析可評價整個設計方案的 標準方差。
展開 【技術應用】具有壓力相關多孔介質系數的彈簧安全閥建模示例
摘要
在CFD分析中如何對閥的開閉過程進行建模？本文基于Simcenter STAR-CCM+軟件介紹一種使用多孔介質模型對彈簧安全閥進行建模的方法。該介質的阻力系數隨閥門上游壓力的變化而變化，以模擬彈簧安全閥的可變開度。
內容
泄壓閥是一種非常常見
的裝置，存在于各種流體系統中，其目的是通過允許部分流體排放到外部環境中來防止此類系統的過度增壓。
一些泄壓閥是專為一次性使用而設計的，即當達到臨界壓力時，其中一個部件（即爆破片）會破裂，從而導致流體泄漏，如果發生這種情況，則需要更換。
大多數情況下，它們是彈簧加載閥，以可控的方式將流體排出系統：閥噴嘴在克服彈簧壓力的預定壓力下開始打開，并隨著系統壓力的增加而逐漸打開，反之亦然。
在Simcenter STAR-CCM+中，可以使用DFBI模型對代表閥門的質量彈簧阻尼器系統進行建模，但由于這涉及網格運動，計算量會變得比較大（時間步長和網格運動穩定性考慮），特別是當模擬不主要關注閥門開閉的過程而是關注閥門打開后流體的擴散時，運用動網格技術來實際模擬閥門的運動就不太容易工程化。
在這篇文章中，提出了一種更簡單的方法，使用多孔介質模型來近似閥門的行為。其想法是將閥門建模為伯努利方程中的局部壓降，并具有相關的損失系數（Kloss）。
展開 設計仿真 | 基于MSC Nastran懸置優化（一）
設置bush的三向剛度K，以及使用GE設置其阻尼.為方便建模，可以將重合的懸置點先移動一定距離，bush建立好后，將另一側再移回原位置。Nastran廣義彈簧單元，支持定義屬性，模態分析，只需輸入剛度信息：
3、PLOTEL,為顯示和示意需要，建立PLOTEL單元，表示動力系統完整外形。
圖：Patran中動力系統模型
MSC計算工況定義與結果輸出要求，其他GPKE為節點動能輸出，標準參數定義：
備注：支持PRINT、PUNCH格式輸出；
支持SOL 103模態計算。
動力懸置系統輸出中，需要定義SET，輸出質心點節點模態動能。
上圖示例，完成計算后，可以在f06、PCH或H5文件中，查看節點動能，在6個方向分解量。
展開 設計仿真 | 基于MSC Nastran懸置優化（一）
設置bush的三向剛度K，以及使用GE設置其阻尼.為方便建模，可以將重合的懸置點先移動一定距離，bush建立好后，將另一側再移回原位置。Nastran廣義彈簧單元，支持定義屬性，模態分析，只需輸入剛度信息：
3、PLOTEL,為顯示和示意需要，建立PLOTEL單元，表示動力系統完整外形。
圖：Patran中動力系統模型
MSC計算工況定義與結果輸出要求，其他GPKE為節點動能輸出，標準參數定義：
備注：支持PRINT、PUNCH格式輸出；
支持SOL 103模態計算。
動力懸置系統輸出中，需要定義SET，輸出質心點節點模態動能。
上圖示例，完成計算后，可以在f06、PCH或H5文件中，查看節點動能，在6個方向分解量。
展開 