阻尼設置
關注創建者：矅日千陽 創建時間：2018-12-21
阻尼設置的視頻教程
基于abaqus的樁基礎-土體-上部結構時程分析以及鋼筋混凝土框架時程分析
通過這個視頻，您可以學到復雜結構的建模方法；MPC如何設置；后處理中如何查看層間位移角基底剪力等等；如何施加地震波以及如何對加速度峰值進行調整；質量源的施加；本構的設置；阻尼的設置以及鋼筋的設置 （1）樁基礎-土體-上部結構模型中上部結構采用梁殼單元模擬，采用*rebar關鍵字以及abaqus分層殼對上部結構進行配筋。土體和樁基礎采用實體單元模擬。同時在模型中施加MPC約束和質量源。
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汽車電驅動系統ANSYS仿真高級實戰：國標合規仿真、復雜模型處理、多物理場耦合分析等核心技能
（上） 第13講：掃頻振動分析：電驅動系統齒輪嚙合接觸關系快速建立方法、比例阻尼及激勵載荷高級設置（下） 第14講：掃頻振動分析：電驅動系統動態響應評估與結果深度解析 第15講：定頻振動分析：定頻振動響應中的頻率選取、模態振型分析、阻尼特性與激勵頻率響應影響評估 第16講：振動聲學耦合：電驅動系統NVH諧波聲學仿真、聲振傳遞路徑分析、噪聲輻射評估與諧波噪聲抑制策略 第17講：隨機振動分析：
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阻尼設置的實例教程
直接模態阻尼允許用戶精確定義系統的每階模態的阻尼。 舉例：設置前10階振型的阻尼定義為4%的臨界模態阻尼，11~20階振型的阻尼為5%的臨界阻尼 界面操作：在分析步驟內定義直接模態阻尼，如下圖所示，激活直接模態阻尼選項（DirectModal），并在數據行內輸入數據。 4.2 瑞利阻尼 - 常用，需重點掌握 在瑞利阻尼中，假設阻尼矩陣可表示為質量矩陣和剛度矩陣的線性組合，即： 在Material分析步設置阻尼 ABAQUS中通過設置alpha和beta來求解瑞利阻尼，具體如下圖。此外，如上式所示，alpha與質量矩陣有關，beta與剛度矩陣有關，而alpha與beta與阻尼比的關系如下： b. 在STEP分析步設置阻尼 盡管假設阻尼正比于質量和剛度沒有嚴格的物理基礎，但是實際上我們對于阻尼分布的真實情況知之甚少，也就不能夠保證其它更為負載的模型是正確的。通常，瑞利阻尼模型對于大阻尼系統，即阻尼值超過10%臨界阻尼時是不可靠的。 使用瑞利阻尼有許多方便，例如系統的特征頻率與對應的無阻尼系統特征值一致；相對于其它形式的阻尼，可以精確的定義系統每階模態的瑞利阻尼；各階模態的瑞利阻尼可轉換為直接模態阻尼，在ABAQUS/Standard中將瑞利阻尼轉換為直接模態阻尼進行動力學計算。ABAQUS在模態動力學分析步驟內定義瑞利阻尼，如下圖所示，激活瑞利阻尼選項（Reyleigh），并輸入數據。 舉例：設置前10階模態定義alpha=0.2525,beta=2.9e-3；11~20階模態定義alpha=0.2727,beta=3.03e-3。這兩個值常常根據（Eq. 4.3）和（Eq. 4.4）求解。 4.3 復合阻尼 在復合阻尼中，對應于每種材料的阻尼定義一個臨界阻尼比，這樣就得到了對應于整體結構的復合阻尼。
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研究筆記
Angus' opnion
結構阻尼的設定是結構動力非線性的一個很重要的參數，在接下來的三個推文里，Angus 將詳細探討結構阻尼的構建的本質，瑞麗阻尼的局限，阻尼參數設置和非線性收斂優劣的關系以及對動力分析計算結果的影響。今天整理的是來自OpenSEES論壇對瑞麗阻尼設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：
我想問一個關于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《結構動力學》一書中解釋的'a0'項相同。而$betaKinit與結構動力學中的'a1'項有關。$betaK似乎與單元進入非彈性范圍時的切線剛度有關。問題是，我不知道$betaKcomm的作用是什么。
在命令手冊中，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 1 概述
Adams中柔性體阻尼比的缺省設置如下：
1) 低于100Hz的所有模態阻尼比為1%；
2) 100Hz到1000Hz的模態阻尼比為10%；
3) 高于1000Hz的模態阻尼比為100%。
利用FXMODE、FXFREQ函數可以對柔性體阻尼比進行自定義設置，FXMODE函數返回柔性體模態階數，FXFREQ函數返回柔性體模態頻率。
2 實現方法
下面以實例介紹Adams柔性體阻尼比設置方法：
1） 某連桿柔性體如下圖1；
圖1 柔性體模態信息
對應頻率的阻尼比關系用寫字本格式列出，如下圖2；
圖2 頻率與阻尼比對應關系
將上面寫字本格式文件damping_ratio.txt導入Adams，形成Adams spline數據；
圖3 導入damping_ratio信息
將生成的damping_ratio用樣條插值函數擬合成柔性體的阻尼比，如下圖4；
圖4 通過樣條插值函數擬合阻尼比
3 參考信息
模型文件：conrod_0.mnf、damping_ratio.txt
本文轉自網絡，旨在分享知識，若侵即刪
展開 （非線性）直接積分法、快速非線性分析（FNA）法等時程分析方法中的阻尼設置尤為重要，以SAP2000為例，進行拋磚引玉，各類軟件做法也大同小異，可借鑒與學習。
模態阻尼
模態阻尼是用非耦合的阻尼來模擬結構中的阻尼。每一模態有一個阻尼比 damp，需滿足：
<section role="presentation" data-formula="0≤damp<1
" data-formula-type="block-equation" style="display: block;text-align: center;overflow: auto;display: block;-webkit-overflow-scrolling: touch;" data-tool="mdnice編輯器">
模態阻尼有 2 個不同的來源：來自荷載工況的模態阻尼、來自材料的復合模態阻尼，并保證從這些來源的阻尼被加在一起，一般軟件都自動確認此和小于 1。
模態工況：來自荷載工況的模態阻尼1：來自荷載工況的模態阻尼2：來自材料的復合模態阻尼：
首先對于非線性分析前，所有通過模態工況得到的模態是必須是恒定的 ，因此對于不同的模態點獲得的阻尼比在工況設定中總是確定的。并且在非線性工況上可指定在一系列頻率或周期點的阻尼。
展開 在 Abaqus/Explicit 分析中，為了避免數值振蕩，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值效應被引入，因此，材料點上的應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：線性體積粘性和二次體積粘性，可以在 Step 功能模塊中進行設置（如圖1所示）。
一般情況下，采用 Abaqus 的默認設置即可。
圖1 設置體積粘性參數
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：
質量比例阻尼是關于質量矩陣的比例系數，主要用于消除低階振蕩；剛度比例阻尼是關于剛度矩陣的比例系數，主要用于消除高階振蕩。
圖2 設置材料阻尼
關于材料阻尼的詳細介紹，請參見 Abaqus 幫助文檔《Abaqus Analysis User’s Manual》第20.1.1節“Material damping”和《Abaqus Keywords User’s Manual》中的關鍵詞
* 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），其優點是可以僅在必要的節點上定義阻尼，其阻尼力與單元的兩個節點相對速度成正比。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，一般不會引起穩定極限值的顯著變化
。
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三、響應特性與穩定性測試
完成基礎校準后，需驗證動態性能：
輸入階躍或斜坡信號，觀察閥的響應速度是否滿足工藝要求；
檢查是否存在振蕩、滯后或過沖現象，必要時調整內部PID參數或阻尼設置；
在不同負載條件下重復測試，確保系統魯棒性。
● 支持航天應用的局部阻尼：
航天工作流 (WM_SPACE) 支持在耦合振動聲學模擬中為不同的 PID 或材料設置局部阻尼系數。求解后的模型可以具有非均勻的阻尼系數，這對表現多材料結構的物理特性非常有用。
● 用于評估聲場擴散性的 SIF 指標：
新的 Sinc 指示函數 (SIF) 輸出（可通過 OUTPUT_REQUEST 獲取）數值在 0 到 1 之間，用于評估聲場的擴散質量。
進階分析篇（第四篇）：攻克工程中的復雜問題 —— 多步驟分析的重啟動流程與數據傳遞方法（提升優化設計效率）；非線性分析的三類類型（幾何 / 材料 / 邊界非線性）、顯式求解器的穩定極限與阻尼設置；接觸分析的關鍵（點對面 / 面對面離散方法、有限滑動判定、“嚴重不連續迭代” 的解讀），還整理了 10 + 個收斂優化技巧（比如利用對稱性建模、優先施加速度載荷）。
建立的動力總成懸置支架瞬態動力學分析模型如下圖所示：
圖1 動力總成懸置系統有限元模型
瞬態動力學分析設置
Optistruct瞬態動力學分析主要分為：
①建立隨時間變化的動態載荷（TABLED1）;
②建立安裝點約束和加速度激勵設置（SPC+SPCD）;
③建立時間步分析設置（TSTEP）;
④將加速度激勵和動態載荷進行關聯（TLOAD1）;
⑤設置結構阻尼
· Meta Model（元模型）設置：與直接聯合仿真不同，該方法提前計算齒輪元模型，動力學分析時使用元模型而非聯合仿真，可大大縮減分析時間，創建元模型需幾分鐘到幾小時，且元模型可重復使用，使用時需設置 Gear Force Type為Gear Force (Meta Model)，并導入相應的 *.gmm 文件，同時在相應設置窗口設置阻尼信息，使用 Meta model 時接觸剛度使用其自帶信息。
工作流程分為不同的選項卡或界面，工程師可以在其中設置阻尼墊的參數。第一步，工程師首先加載 Nastran 模型文件。這一步的目的是提供模型的模態和單元矩陣，這樣就可以直接從工作流管理器運行模型來檢索這些模態和單元矩陣，或者在有這些模態和單元矩陣的情況下將其導入。之后，工程師需要提供阻尼包的材料參數以及可布置阻尼的車身面板。
最大響應譜、初始響應譜、殘余響應譜包絡
4 NTS.LAB 沖擊響應譜參數設置
在進行沖擊響應譜分析時，需要注意若干參數的正確選擇，如采樣頻率、觸發設置、阻尼比、倍頻程分析，以下為NTS.LAB的具體設置：
(1)采樣頻率：在振動分析中，根據采樣定理，采樣頻率取為分析頻率的上限的2.56倍即可。對沖擊響應譜的計算，一般不得低于4倍，最好取6～10倍。
這些分析可以揭示繼電器在工作時的固有頻率、諧響應結果以及簧片材料屬性、外部激勵、阻尼值和掃頻設置等因素對諧響應分析結果的影響。
汽車繼電器諧響應分析APP是為汽車行業常見的繼電器結構設計的仿真工具，可實現多種功能。首先，可以考察繼電器簧片材料屬性對固有頻率及諧響應結果的影響。其次，可以考察不同外部激勵（大小及方向改變）對諧響應分析結果的影響。
【條文說明】指出，放寬IV類場地的限制，可上部結構增設阻尼裝置，優化隔震層阻尼設置。
3.2.3 地基基礎中震設計驗算。
3.3 特殊設防類結構應增設觀測系統。
4.1.1-4 抗震設防烈度 7度(0.15g)、8度和9度時的長懸臂或大跨結構，以及 9度時的高層建筑結構 ，應計算豎向地震作用 。
