材料阻尼建模的案例
探索微晶格阻尼材料背后的3D打印與材料科學
微晶格適于在大于300攝氏度的溫度，低于負100攝氏度的溫度或在超過200攝氏度的溫度范圍內提供阻尼用途。
阻尼的物理意義是力的衰減,或物體在運動中的能量耗散。通俗地講，就是阻止物體繼續運動。一般來說，材料的阻尼系數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兩個物體之間變成了剛性連接。
當然，微晶格需要閾值應力以觸發屈曲和伴隨的能量吸收等特性是可以設計的。
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，同時保留金屬或陶瓷的優點，例如溫度不敏感（與粘彈性僅20-30攝氏度范圍相比）。
可期待的商業化前景
關于微點陣結構的商業化應用，3D科學谷曾介紹過Incase利用Carbon的20臺3D打印平臺來設計和生產更先進的移動設備保護設備，這是業內首個3D打印的新型彈性體復雜結構設計的移動設備防護解決方案。
這樣的微晶格材料還可用作吸聲器，其比傳統的吸聲器更薄更輕。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。可擴展的商業化前景包括可以用作約束層阻尼器，以抑制平面或旋翼機機身中板的振動。
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實。
參考資料：US10119589B2_microlattice damping material and method for repeatable energy absorption
來源：3D科學谷
展開 Abaqus 中一種考慮材料阻尼的隨機響應分析方法插件源代碼 ￥19.89
<p>根據文獻《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掃頻結果計算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" 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 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用的范圍比較廣，阻尼材料在VL中可以通過Viscoelastic Materials來設置，之前有網友說設置阻尼材料后沒減振效果，因此本案例對比分析了Isotropic材料（無損耗因子）與Viscoelastic材料（阻尼損耗因子0.2）的振動響應，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，分析某點的振動響應。
Isotropic材料
Isotropic材料計算的某點振動響應
Viscoelastic材料（阻尼損耗因子用虛部來表示）
Viscoelastic材料計算的某點振動響應
分析結果對比：
20-200Hz范圍內振動加速度的均方根值對比：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說明
減振降噪高分子阻尼材料技術說明
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，通過固化、共混、互穿網絡接枝、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減振降噪；有的用于艦艇導流罩阻尼，透聲涂層；還可用于汽車、飛機、機械的減振降噪處理。可根據需要，調節阻尼系數(tanδ)和使用溫度范圍。
1．膠片型采用普通橡膠板生產工藝，需硫化機、煉膠機，原料為各種橡膠，硫化劑，促進劑，填料等。
2．涂料和膠粘劑型主要是混料釜。 原料在市場上均可購到。
展開 
Abaqus纖維復合材料蜂窩板落錘沖擊仿真模型
內插0厚度cohesive單元以模擬分層
模擬過程采用puck子程序，有錄制整個建模操作視頻，可贈送復合材料層合板快速建模插件及蜂窩建模插件!
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Abaqus纖維復合材料蜂窩板落錘沖擊仿真模型!
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內插0厚度cohesive單元以模擬分層
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模擬過程采用puck子程序，有錄制整個建模操作視頻，可贈送復合材料層合板快速建模插件及蜂窩建模插件!
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cae,inp文件及ODB文件，操作視頻(注意：并未含puck子程序，僅作學習參考)
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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，這些電子設備的汽車應用需要TIMs的高性能特性，例如優異的高阻尼，因為來自車輛的各種頻率的振動和沖擊無處不在。事實上，大約20%的電子設備故障或疲勞故障是由上述振動引起的。高阻尼和可再加工性可以抑制沖擊甚至修復振動造成的損傷，阻尼TIMs的可再加工性可以有效地節約資源，降低成本。然而，目前的TIM仍然缺乏抑制振動和再加工的能力，因為將這些特性集成到一個TIM中仍然是一個難題。
02
成果掠影
近日，中科院深圳先進電子材料國際創新研究院曾曉亮、任琳琳和南昌大學杜國平老師團隊針對開發具有顯著的阻尼性能、可再加工性、柔軟性和高導熱性的TIMs取得最新進展。受皮膚組織中纖維網絡和脂肪細胞的協同作用的啟發，我們在這里報道了一種高阻尼、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絡中，同時結合氮化鋁填料。所得的TIMs在日常生活頻率范圍內(1 -
300 Hz)的阻尼系數高達0.95-1.0，優異的再加工效率(92%)，低楊氏模量(55.8
kPa)和導熱系數為2.25 W/mK。目前的工作為抗沖擊電子產品中的高性能TIMs提供了一種獨特的結構設計方法。研究成果以“High damping, soft and reprocessable thermal interface materials inspired by the microstructure of skin tissue”為題發表于《Composites Science and Technology》。
03
圖文導讀
圖1.模擬皮膚組織的TIMs設計原理。
圖2.
展開 Abaqus復合材料殼單元建模—姊妹篇1：常規建模step-by-step
采用商業有限元軟件Abaqus進行復合材料結構建模時，一般有兩種建模方法：常規建模方法和Composite layup快速建模方法，主要差異在創建屬性、賦屬性和指定鋪層坐標系方面，常規建模方法和一般商業軟件類似，將創建材料、創建屬性、賦屬性和指定鋪層坐標系四個步驟分離，通用性較強，尤其是對于包含UMAT/VUMAT子程序開發的復合材料分析模型或者是三維實體單元顯式動力學分析模型，僅支持該類建模方法；Composite layup快速建模方法將創建屬性、賦屬性和指定鋪層坐標系三部分內容集成在一起，可一次性完成設置，效率較高。本文先從最基本的常規建模方法講起。
一般對于大尺寸復合材料結構，跨厚度比例大，滿足板殼理論的假設，采用殼單元就能獲得高的求解精度。殼單元計算效率高，結合二維損傷起始判據判據（Hashin, Tsai-W, Maxe, Maxs等）可以預測結構的危險區域和危險程度，另外，Abaqus自身還內嵌了二維Hashin的漸進損傷分析模型，采用Hashin失效判據去判斷損傷起始，損傷起始以后采用基于能量演化的連續退化準則對材料剛度進行退化。
Abaqus中常用的殼單元類型有S4、S4R、S8R等。以下介紹復合材料開孔板殼單元模型的建模步驟。
第1步：繪制幾何
在Part模塊下繪制幾何，幾何類型為3D-Deformable- Shell，草圖如下：
繪制完草圖后，退出草圖，得到開孔板的幾何模型，如下：
第2步：創建材料
與復合材料殼單元對應的是2D材料模型Lamina，將視圖切換至Property模塊，點擊創建材料按鈕，在跳出窗口中選擇Mechanical→Elasticity→Elastic選項，在材料類型下拉框中選擇Lamina，如下圖所示。
展開 Abaqus復合材料殼單元建模—姊妹篇2：layup快捷建模step-by-step
采用商業有限元軟件Abaqus進行復合材料結構建模時，一般有兩種建模方法：常規建模方法和Composite layup快速建模方法，主要差異在創建屬性、賦屬性和指定鋪層坐標系方面，常規建模方法和一般商業軟件類似，將創建材料、創建屬性、賦屬性和指定鋪層坐標系四個步驟分離，通用性較強，尤其是對于包含UMAT/VUMAT子程序開發的復合材料分析模型或者是三維實體單元顯式動力學分析模型，僅支持該類建模方法；Composite layup快速建模方法將創建屬性、賦屬性和指定鋪層坐標系三部分內容集成在一起，可一次性完成設置，效率較高。本文先從最基本的常規建模方法講起。
上一篇已經講解了最基本的常規建模方法，本篇將繼續介紹采用Composite layup實現快速建模，兩篇有明顯差異的地方用紅色字體進行了標注，以利于區分。同樣先介紹復合材料殼單元模型快速建模方式。
第1步：繪制幾何
在Part模塊下繪制幾何，幾何類型為3D-Deformable- Shell，草圖如下：
繪制完草圖后，退出草圖，得到開孔板的幾何模型，如下：
第2步：創建材料
與復合材料殼單元對應的是2D材料模型Lamina，將視圖切換至Property模塊，點擊創建材料按鈕，在跳出窗口中選擇Mechanical→Elasticity→Elastic選項，在材料類型下拉框中選擇Lamina，如下圖所示。
表格中的6個數據分別為縱向（沿纖維方向）彈性模量、橫向（垂直于纖維方向）彈性模量、面內泊松比以及三個方向的剪切模量。與其他商業有限元軟件不同的是，即使是對于二維材料模型，仍然需要輸入面外的剪切模量G13和G23，這兩項數據是用于定義殼的橫向剪切行為。
一個復合材料分析模型中可以包含多種材料模型，例如不同的鋪層采用不同的材料。
展開 WoundSim2020復合材料神器，能聯合abaqus完成各種復合材料的建模仿真 ￥599
就像WCM插件一樣，生成的Abaqus模型可以直接運行，其中包括：
圖層幾何和分區
清潔儲層網格生成
變換后的材料特性
根據垃圾箱分配的部分
模擬以驗證所有要求的儲層需求：
靜態和動態爆破壓力
熱膨脹
動態跌落測試和影響
循環和疲勞評估
ABAQUS結果
WoundSIM具有先進的材料特性，可以進行先進的后處理和復合材料層故障預測。
預編譯的用戶子例程可訪問高級輸出，例如
繞組角度，纖維和基體應力和應變，損傷參數和復合材料襯板界面損傷。
WoundSIM到Abaqus的界面提供了許多無縫的后處理功能，例如專用的路徑繪制和輪廓繪制工具，就像WCM插件中包含的那樣。
參數COPV建模
WoundSIM提供了高級工程功能和集成算法，從而為復合材料仿真設計人員和模擬工程師提供了多種功能。
下面列出了其中一些功能：
參數化設計能力
實驗設計
批處理
儲層幾何靈活性研究
與其他軟件插件的相關性
高級模型關聯
后處理高級圖像處理
展開 ABAQUS-橡膠材料建模
這篇文章，我們介紹ABAQUS關于橡膠材料模型的建模方法。
橡膠材料(如熱塑性塑料)主要用于輪胎、消費品、醫療或密封等工業領域的解決方案，但橡膠也存在于許多其他工程領域。今天，我將介紹ABAQUS在密封領域中橡膠模擬的應用，以顯示它高效強大的橡膠建模能力。
在密封領域的設計階段使用仿真手段為解決方案提供指導正在成為一個必要的步驟，可以幫助識別和更好地了解產品的行為。Trelleborg、Parker、Eriks、Lagersmit等密封領域的老牌公司已經使用SIMULIA的ABAQUS有限元分析(FEA)進行了很多應用研究，以幫助它們在開發/測試階段獲得更好的結果。在許多情況下，由于其復雜的幾何形狀和材料特性，在進行實際測試之前，尚不清楚產品的性能。這樣，從實驗中也只能獲得有限的信息，而從數值模擬中可以研究數百個變量，并且可以預測其行為，而不需要付出很大的代價。
建立準確的材料模型
超彈性
在任何有限元分析中，最重要的事情之一就是要對材料有一個很好的描述。橡膠是超彈性材料，他們可以承受很大的變形，而不發生塑性應變。ABAQUS有幾種超彈性材料模型，可以捕捉大多數商業橡膠的響應。描述模型的參數可以很容易地與實驗數據進行擬合和對比。例如，您可以進行拉伸測試，然后在ABAQUS中使用該測試數據作為輸入。內部通過數值擬合自動獲得參數。ABAQUS支持四種實驗：單軸拉伸、等軸拉伸、剪切和體積試驗。
粘彈性
橡膠材料中另一個非常重要的特性叫做粘彈性。隨著時間的推移，材料的行為方式并不相同，而是與歷史有關；隨著時間的推移，聚合物鏈可以相對滑動。在這種情況下，應該提到兩個非常重要的概念：蠕變和應力松弛。蠕變是指在施加恒定的載荷，變形隨著時間的推移而增大，直到達到平衡為止。應力松弛是指施加恒定變形，產生的反作用力隨著時間的推移而下降，直到，再次達到平衡。
展開 QuantumATK：面向材料建模的軟件解決方案
QuantumATK
QuantumATK是一套完整的原子級仿真工具包，由全球領先的原子尺度建模專家團隊開發并提供技術支持。QuantumATK通過在新材料篩選過程中實現更高效的仿真工作流程，顯著減少材料研發時間與成本。這些工作流程可替代或指導實驗，來選擇和優化產品系統中的材料。
QuantumATK提供先進的圖形用戶界面與獨特的方法完備性，使用戶能夠在一個集成框架內計算各種基本材料屬性(例如電子、結構、光學、熱學、磁學及力學等)，以及其他需要更復雜仿真設置的特性(例如電子與熱傳輸、電子-聲子耦合、壓電性及熱電性等)。
展開 
RecurDyn建模常見問題：材料屬性問題
2
在RecurDyn建模中如何改變物體質心？
答案：在建模時候，有時候我們需要調整模型的質心位置，從而觀察質心變化對整個機構運動或受力的影響。
ABAQUS隨機雙相材料多孔結構建模
對兩個部件指定不同的材料類型，并裝配形成雙相材料幾何模型。
進行網格劃分操作。
設置兩部件之間的相互作用。
設置分析步后對模型添加載荷，這里將下側邊界設置為固定約束，上邊界添加向下的位移，實現模型的受壓狀態模擬。
創建作業并提交分析查看結果。
RecurDyn建模常見問題：材料屬性問題
2
在RecurDyn建模中如何改變物體質心？
答案：在建模時候，有時候我們需要調整模型的質心位置，從而觀察質心變化對整個機構運動或受力的影響。
DAMASK雙相多晶材料建模的兩類方法
這兩類模擬方法也可以應用于其他材料，如雙相鈦的模擬之中，高溫合金不同相響應等
