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ANSYS 中的阻尼 (续)  

2010-10-02 08:34:12|  分类: ANSYS 动力分析 |  标签: |举报 |字号 订阅

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M注意:

如前所述,在做 Full积分法的瞬态分析时,用阻尼比定义的阻尼都被 ANSYS 程序忽略掉了,所以同一个模型采用 full 法和模态叠加法的瞬态分析,ANSYS 计算采用的阻尼可能不一样,造成结果也有差别。

 

以下是结构分析中 ANSYS 常用的几种阻尼输入的命令流演示。

1)用 MP,damp 来输入粘滞阻尼

DAMPRATO = 0.025      已知粘滞阻尼的阻尼比

LOSSMODM = 2*DAMPRATO ! 粘滞阻尼的阻尼比乘以是等价的材料阻尼系数(日本规范的“减衰系数”)

CRITFREQ = 2.6        此为粘性阻尼等效为材料阻尼时的换算频率

MP_BETAD = DAMPRATO/(acos(-1)*CRITFREQ)  粘滞阻尼与频率有关

/prep7

mp,damp,1,MP_BETAD !定义viscous damping,与频率有关

/solu

antype,modal

modopt,lanb,1

要使模态计算考虑阻尼的影响,必须用材料阻尼,材料阻尼必须在求解前指定

! mxpand,,,,yes, 选项   !阻尼比输入只在对求出的振型求反应再叠加中有用,

! ansys 不会把阻尼比还原计算为阻尼阵 [C] 

mxpand,1,,,yes

,,,

Solve

 

2)用 MP,Damp 输入材料阻尼

DAMPRATO=0.025

LOSSMODM=2*DAMPRATO   材料阻尼系数,书上给的一般是LOSSMODM

/prep7

                  mp,damp,1,DAMPRATO    !常数,如果已知的是材料的结构阻尼系数或损耗系数 LOSSMODM,就要除以 2。

/solu

antype,modal ! 使用模态叠加法

modopt,lanb,1

! important

mxpand,1,,,yes

,,,,

Solve

 

3)用 BETAD 输入粘滞阻尼(振型叠加法)

! MSUP method with BETAD

! BETAD is damping_ratio/pi*f, even for MSUP

DAMPRATO=0.025          阻尼比

LOSSMODM=2*DAMPRATO     !等效的材料阻尼系数

/prep7

! mp,damp,1,DAMPRATO

BETAD,DAMPRATO/(acos(-1)*442)   注意此公式! 442 是你给定的频率值

/solu

antype,modal     !模态分析

modopt,lanb,1

! important

mxpand,1,,,yes

lumpm,on

,,,,

solve

/solu

antype,harmic !谐分析

hropt, msup

hrout, on, off

harfrq, FREQBEGN, FREQENDG

,,,solve

 

4)使用 DMPRAT 定义的整体结构的常数阻尼比(模态叠加法)

! MSUP method with DMPRAT

! shows that DMPRAT is damping ratio

DAMPRATO=0.025     ! 全结构阻尼比是0.025

LOSSMODM=2*DAMPRATO

/prep7

!mp,damp,1,DAMPRATO

/solu

antype,modal       先做无阻尼振型分解

solve

/solu

antype,harmic

hropt,msup

hrout,on,off

harfrq,FREQBEGN,FREQENDG

nsubst,NUM_STEP

kbc,1

dmprat,DAMPRATO       在这里定义此阻尼比,常数

,,,,,,solve

5)用 MPDAMP 定义粘性阻尼做 FULL 瞬态分析

粘性阻尼随频率增加而增加,高频衰减快

! Full method with MP,DAMP

! shows that MP,DAMP with FULL is damping_ratio/pi*f

! As freq increases, damping is huge

DAMPRATO=0.025

LOSSMODM=2*DAMPRATO

CRITFREQ=480

MP_BETAD=DAMPRATO/(acos(-1)*CRITFREQ) ! 注意此公式

/prep7

mp,damp,1,MP_BETAD

 

6)用 DMPRAT 定义全结构常数阻尼比

! Full method with DMPRAT

DAMPRATO=0.025

LOSSMODM=2*DAMPRATO

CRITFREQ=480

MP_BETAD=DAMPRATO/(acos(-1)*CRITFREQ)

/prep7

et,1,1

! mp,damp,1,MP_BETAD ! 如果用材料阻尼形式输入,就这样输入

dmprat,DAMPRATO ! 常数阻尼比

/solu

antype,modal !带阻尼的振型分解

modopt,lanb,3

! important

mxpand,3,,,yes

lumpm,on

,,,

solve

/solu

antype,harmic

hropt,full ! full harmonic analysis

6.单元阻尼

许多单元具有单元阻尼,单元阻尼都是在相关单元数据中输入。Ansys 里具有单元阻尼的单元有:

Beam4, Combin7, Link11, Combin14, Pipe16, Combin37, Fluid38, Combin40, Fluid79, Fluid80, Fluid81, Surf153, Surf154

还有用户自定义单元特性矩阵 Matrix27,除了可以定义为质量与刚度阵外,也一样可以定义为阻尼阵。在 Beam4 等单元中的单元阻尼数据已经在前面两章里介绍过了。这里简单介绍一下前面没有提到的几种单元的阻尼数据。

1) COMBIN14 单元

ET,4,COMBIN14

R,4,10,0.01,0.02,   ! 0.01 是阻尼系数,0.02 是非线性阻尼系数

 

7.摩擦阻尼

常用的摩擦阻尼模型是 Coulomb 阻尼模型。Coulomb 模型的摩擦力计算公式是:

ANSYS 中的阻尼 (续) - htbbzzg - htbbzzg的博客
 
 


 此阻力的符号与接触面相对运动的速度方向相反,它与结构运动无关,而与接触面上正压力大小和摩擦系数有关,并且通常静摩擦系数和动摩擦系数是不一样的。在许多结构动力问题中,摩擦阻尼是十分重要的,ANSYS 有许多种可以模拟摩擦的单元。然而,带摩擦的分析一般是非线性分析。若不想做非线性分析,一种线性化的近似办法是用摩擦力方程 Fourier 级数的第一项或前几项作为等代粘性阻尼输入。(摩擦阻尼的算例)

 

8ANSYS 的其它阻尼功能

流体阻尼,边界阻尼等,略。

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