optistruct动力学分析培训阻尼模型

1、SEC 4阻尼模型Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.阻尼阻尼是材料和结构的物理属性有限元软件无法仿真出阻尼阻尼是实验测量出来时域的自由衰减法频域的正弦激励法2Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.常见的阻尼类型粘性阻尼/粘滞阻尼结构阻尼比例阻尼/瑞利阻尼模态阻尼3Copyright 2013 Altair En

2、gineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.粘性阻尼模型常用的阻尼之一是粘性阻尼粘性阻尼力b = 粘性阻尼系数单自由度系统动力学方程粘性阻尼单元如Spring,bush单元等，可以直接设置粘性阻尼4Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.结构阻尼模型结构阻尼也是常用的阻尼之一结构阻尼力这里g = 结构阻尼系数单自由度系统动力学方程结构阻尼模型表明力和位移差90度的相位结

3、构阻尼模型以复数形式存在，因此不能直接用于瞬态计算。因为瞬态分析只在实数域进行计算。因此必须在时域瞬态分析中，将结构阻尼转换为等效粘性阻尼。5Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.粘性阻尼和结构阻尼的等效关系包含粘性阻尼的动力学方程包含结构阻尼的动力学方程假设上述方程有正弦激励、响应：粘性阻尼方程结构阻尼方程6Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All

4、 rights reserved.粘性阻尼和结构阻尼的等效关系(续)粘性阻尼和结构阻尼方程的等效条件为：这里是变量，可以理解为主要激励频率或主要共振响应频率注意这里是圆频率(rad/sec)，即2f7Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.共振时的等效粘性阻尼关注于共振时的最大值，因此共振时有 = g/2，称为临界阻尼比（临界阻尼百分比）Critical Damping Ratio (Percent Critical Damping)g = 1/Q，称为结

5、构阻尼因子Q = 1/g，称为品质因子或动力放大系数8Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.PBUSH阻尼单元Bush单元是目前推荐的主要阻尼单元形式B为粘性阻尼系数GE为粘性阻尼比9Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.Spring阻尼单元Spring也可以加阻尼。Spring单元推荐用bush单元代替。10Co

6、pyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.结构阻尼系数结构阻尼系数有两种表示方法：整体结构阻尼系数PARAM,G,0.03此时，等效粘性阻尼换算使用3，即材料结构阻尼系数如MAT1材料卡片中可以定义结构阻尼系数GE此时，等效粘性阻尼换算使用4，即11Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.比例阻尼Rayleigh Dampi

7、ng瑞利阻尼也是比较常见的一种阻尼形式B12可以通过PARAM参数来定义比例阻尼PARAM,ALPHA1,XXXPARAM,ALPHA2,XXX阻尼比和比例阻尼的关系 1 1 2 2n nn12Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.RAYLEIGH DAMPING INPUT (Cont.)阻尼比和比例阻尼的关系1 2nn22nnn13Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Conf

8、idential. All rights reserved.模态阻尼模态阻尼是最常用的阻尼，每阶模态对应一个用户给定的阻尼可以通过试验测量得到，一般使用半功率带宽法模态阻尼通过设置阻尼表TABDMP1来实现，通过SDMAPING来引用模态阻尼有3种定义方法：最常用的的是CRIT，即模态阻尼比G，即模态结构阻尼，G=2*CRITQ，即模态放大因子，Q=1/G以上3种定义之间的关系和前面讨论的是一样的，只是都是模态阻尼的具体形式而已。1414Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All right

9、s reserved.模态阻尼的测试方法半功率带宽法 (t) (t) 2(t) F (t)2nnnnnnfbfa15Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.模态阻尼与线性插值Optistruct采用线性插值。避免外插！1616Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.模态阻尼的线性外插处理方法为了避免线性外插出现负的阻尼

10、或者很大的阻尼，首尾处的相邻点数值必须相等！1717Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.线性外插时的特殊处理模态阻尼表经典设置案例在测试频率点切平！在首尾处切平！0.060.050.040.030.020.0100102030405060708090100Resonance Frequency实测阻尼曲线1818Copyright 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.Modal Damping Coefficient阻尼输入曲线TABDMP1, 100, CRIT,11., 0.05, 20., 0.05, 21., 0.02, 25., 0.02, 25., 0.04, 50., 0.04,51., 0.01, 100., 0.01,ENDT阻尼模型的非相容性主要的阻尼模型是互不相容的：比例阻尼是凹形的，阻尼值呈“两头大，中间小”的趋势；结构阻尼是直线，结构阻尼又称“频率无关阻尼”；模态阻尼是阻尼的函数，呈多折线形式。由于模态阻尼实验方便，又有利于FE