Ansys中的阻尼

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1、Ansys中的阻尼ANSYS动力学分析中提供了各种的阻尼形式，这些阻尼在分析中是如何计算，并对分析有什么影响呢？本文将就此做一些说明何介绍.一．首先要清楚，在完全方法和模态叠加法中定义的阻尼是不同。因为前者使用节点坐标，而后者使用总体坐标.1．在完全的模态分析、谐相应分析和瞬态分析中，振动方程为：阻尼矩阵为下面的各阻尼形式之和：α为常值质量阻尼（α阻尼）（ALPHAD命令）β为常值刚度阻尼（β阻尼）（BETA命令）ξ为常值阻尼比，f为当前的频率（DMPRAT命令）βj为第j种材料的常值刚度矩阵系数（MP,DAMP命令）[C]为单元阻尼矩阵（支持该形式阻尼的单元）wh

2、ere:[C]=structuredampingmatrix α=massmatrixmultiplier(inputonALPHADcommand) [M]=structuremassmatrix β=stiffnessmatrixmultiplier(inputonBETADcommand) βc=variablestiffnessmatrixmultiplier(seeEquation15–23) [K]=structurestiffnessmatrix Nm=numberofmaterialswithDAMPorDMPRinput  =stiffnessma

3、trixmultiplierformaterialj(inputasDAMPonMPcommand)  =constant(frequency-independent)stiffnessmatrixcoefficientformaterialj(inputas  DMPRonMPcommand)Ω=circularexcitationfrequencyKj=portionofstructurestiffnessmatrixbasedonmaterialj Ne=numberofelementswithspecifieddamping Ck=elementdampin

4、gmatrix Cξ=frequency-dependentdampingmatrix(seeEquation15–21)2．对模态叠加方法进行的谐相应分析、瞬态分析何谱分析，动力学求解方程为：每个模态产生有效阻尼比ξid而不是创建阻尼矩阵α为常值质量阻尼β为常值刚度阻尼ξ为常值阻尼比ξmi为第i个模态的常值阻尼比ξj为第j个材料的阻尼系数Ejs为第j个材料的应变能，ANSYS由{f}T[K]{f}计算得到。二．对谱分析，阻尼仅仅包含在模态组合里，而在计算模态系数的时候并没有考虑。当使用模态叠加法时，材料阻尼被添加到扩展的模态中，因此，用户必须在进行模态分析之前，就

5、包括材料阻尼（MP,DAMP）并进行单元应力的计算（MXPAND命令）。三．模态叠加法支持使用QR阻尼，但是用户必须知道尽管是模态组合方法，阻尼在模态分析中已包含了，所以应该使用上面的完全阻尼矩阵[C]来计算阻尼。如果使用QR阻尼的的模态提取方法（MOPT,QRDAMP），并且在前处理或模态分析中指定了任何形式的阻尼，那么ANSYS将在进行模态叠加时忽略阻尼。四．了解MP,DAMP在不同的情况下有不同的作用非常重要。在完全分析中，材料阻尼代表了该材料的一个刚度矩阵乘子，与粘性阻尼（与频率成线性关系，但针对所有的材料）类似。因此，在这种情况下，对单自由度结构，材料阻尼

6、值等于ξ/πf或c/k。如果有多种材料，那么，阻尼矩阵就是简单得将材料的βj乘以相应的材料的刚度矩阵：但是，在使用模态叠加法时材料阻尼值类似于结构阻尼（与频率无关），也即材料阻尼值会等于单自由度体系的ξ。如果有多种材料，使用模态应变能方法（MSE）来计算系统的有效阻尼比：也就是说，一个有效的常值材料阻尼将被用于所有模态的计算。五．下面的表格列出了不同分析类型中可以用到的阻尼。 §3.8.3阻尼大多数系统中存在阻尼，而且在动力学分析中应当指定阻尼。在ANSYS程序可以指定五种形式的阻尼：·Aplha和Beta阻尼（Rayleigh阻尼）·和材料相关的阻尼·恒定的阻尼比

7、·振型阻尼·单元阻尼在ANSYS/Professional程序中只有恒定阻尼比和振型阻尼可用。可以在模型中指定多种形式的阻尼，程序按所指定的阻尼之和形成阻尼矩阵[C]。下表列出了在不同结构分析中可用的阻尼类型。不同分析类型可用的阻尼 分析类型α,β阻尼[ALPHAD,BETAD]材料相关阻尼[MP,DAMP]恒定阻尼比[DMPRAT]振型阻尼[MDAMP]单元阻尼[3](COMBIN7等)静力学分析N/AN/AN/AN/AN/A模态分析无阻尼No[5]No[5]No[5]NoNo有阻尼YesYesNoNoYes谐响应分析完全法YesYesYesNoYes缩减法Y