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概述：本案例展示了阻尼器的諧響應分析仿真。通過對比有無粘彈性材料的兩種仿真工況，突出了粘彈性材料在阻尼減振中的作用。通過選擇合適的材料參數，粘彈性阻尼器能夠在高頻載荷范圍內有效抑制變形幅值。

<p>黏彈性阻尼器通常用來減少建筑物和其它高層結構的振動，起到“隔震”的作用。

關于流動殘留應力 (For Flow-Induced Residual Stress)在計算參數的對話框中，請注意下列項目：1.在黏彈性分析中使用的材料須包含黏彈性屬性。在執行黏彈性分析前，請確認是否選擇適合的材料。2.在計算參數的充填／保壓 (Flow/Pack) 標簽中，求解器類型須選擇為Enhanced-P。

圖一 測試組件的仿真模型再來須以Moldex3D標準翹曲模塊來進行瞬時分析(Ct-F-P-Ct-W)，并用進階翹曲求解器來預測變形行為。首先使用標準翹曲求解器來模擬純PBT，由于未考慮黏彈性，因此無法準確預測出產品的翹曲趨勢。在改用納入黏彈性考慮的進階求解器之后，便成功捕捉到較實際的翹曲結果。

一、前言 粘彈性動力邊界是工程仿真中比較常用，效果也不錯的局部時域人工動力邊界條件，目前已經在ANASYS、ABAQUS和Fssicas等通用有限元軟件中有了較為通用的使用方法，但是在COMSOL這款以多物理場和PDE建模為特色的通用軟件中卻比較少見。因此本帖展示的是本人在COMSOL有限元平臺實現的粘彈性邊界的施加以及地震動輸入的介紹。

論文鏈接：https://doi.org/10.11939/jass.20220136 標簽：粘彈性邊界 黏彈性邊界 等效節點力 靜動力耦合模擬 靜動力邊界條件轉換 黏彈性邊界 疊加原理 地震反應 ABAQUS

圖1 材料常數與邵氏硬度的經驗關系本文所用橡膠減振器橡膠為某型號硅橡膠，其彈性剪切模量為2MPa，邵氏硬度為50。除了要定義橡膠的超彈性材料參數外，還需要定義材料阻尼以及粘彈性參數。在ABAQUS中提供了多種阻尼模型：瑞利阻尼、結構阻尼、模態阻尼、全局阻尼。對橡膠選擇材料阻尼 (Damping) 中的瑞利阻尼。

全面的粘彈性本構關系測試矩陣01PART全面的粘彈性本構關系測試矩陣，揭示材料的“時溫”依賴行為。我們的測試體系覆蓋動態振動與靜態松弛兩大范疇，為您捕捉材料從瞬時響應到長期松弛的完整力學圖譜。01動態力學性能測試（DMA）通過施加小幅振蕩載荷，精準測量材料在不同頻率、溫度與應變幅值下的動態模量與阻尼。

粘彈性是大多數材料的特征行為，具粘彈特性材料可被觀察到具有彈性特性（應力與應變成正比）和黏性特性（應力與應變速率成正比）的相互結合特性。DMA 量 測 技 術 可 以 同 時 測 量 材 料 的 彈 性 特 性（ 模量 -modulus）和黏性特性（阻尼 -damping）。

本手冊研究的阻尼器是使用粘滯阻尼裝置的“油阻尼器”、“粘滯阻尼器”、“粘彈性 阻尼器”。 塑性滯回裝置：主要是指利用金屬材料（鋼材、鉛）的塑性滯回產生的阻尼抗力消耗能量 的裝置。同時也包括利用金屬材料界面的摩擦所產生的阻尼抗力消耗能量的裝置。本手冊研 究的阻尼器是利用塑性滯回裝置的“軟鋼阻尼器”、“摩擦阻尼器”。

在采用消能減震方法的情況下，在較低級別地震或風振作用下結構可以獲得足夠的初始剛度而保持彈性狀態；而在較高級別地震或風振作用下，當結構的側向變形尚未開始變大時，耗能裝置就能先于結構進入非彈性狀態，從而避免結構的承重構件進入到非彈性狀態。 本期給大家主要帶來的是減震設計中的黏滯阻尼器相關的內容。

在消能器極限速度對應的阻尼力作用下，與消能器連接的支撐、墻、支墩、預埋件、節點板均應處于彈性狀態，【3.4.3、7.1.6】即需要根據罕遇地震下結構彈塑性分析下黏滯阻尼器的最大阻尼力的1.2倍來進行驗算； 鋼筋混凝土構件作為黏滯阻尼器的支撐構件時，如墻式黏滯阻尼器，混凝土強度不應低于C30【3.5.2】； 黏滯阻尼器與主體結構的連接一般分為支撐型和墻型等，當采用支撐型連接時，不宜采用“K

本教程深入講解了粘彈性邊界理論及地震動轉換為等效節點力的理論基礎，并通過實際編程演示，詳細展示了如何在ABAQUS軟件中實現粘彈性邊界和節點力地震動的輸入。 針對均質土體，教程介紹了使用MATLAB軟件計算彈簧、阻尼文件及等效節點力文件的全過程，并在ABAQUS中構建模型。通過添加關鍵字的方式將這些文件整合至模型中，再次導入ABAQUS進行地震響應計算。

黏彈效應的示意圖 松弛時間(λ)是定義為當變形停止時，應力從原始下降到剩一半所需的時間。越高的松弛時間表示越多的(彈性)記憶效應。對于穩態的移動或松弛時間(λ)極小的狀況，可被簡化為牛頓流體并用粘度來表示(η)。對于突然的應力變化，以時間導數表現則是虎克定律(Hookean)及彈性模數(G)表示的固態行為。

力學上通常用不同的“簡化單元”如彈簧單元（用于描述彈性），阻尼單元（用于描述粘性）和摩擦單元（用于描述塑性）結合起來描述這些率相關或者率無關的材料本構模型。 例如，彈簧單元和摩擦單元結合可以用于描述率無關塑性，彈簧單元和阻尼單元結合可以用于描述粘彈性，彈簧單元+阻尼單元+摩擦單元可以用于描述粘塑性（率相關塑性）。

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一大堆材料（如高分子聚合物、玻璃態材料、土壤、生物組織和紡織品）展示出粘性行為，粘彈性材料在高溫時展示出粘流體行為，在低溫時展示出固體行為。對于大多數粘彈性材料，溫度改變對材料性質的影響與在時間維度改變的影響相類似。