ansys阻尼详解
ansys中阻尼的设置
ANSYS/LS-DYNA中阻尼的设置ANSYS/LS-DYNA中阻尼的设置总结如下：EDDAMP, PART, LCID, VALDMP (用此命令流来定义阻尼)Defines mass weighted (Alpha) or stiffness weighted (Beta) damping for an explicit dynamics model.（默认有质量阻尼与刚度阻尼两种）图1 LS-DYNA中的阻尼选项PARTPART number [EDPART] identifying the group of elements to which damping should be applied. If PART = ALL (default), damping is applied to the entire model.（定义施加阻尼的Part 号，如果Part =ALL (or blank)，整体质量阻尼将被应用于整个模型。
）LCIDLoad curve ID (previously defined with the EDCURVE command) identifying the damping coefficient versus time curve. If time-dependent damping is defined, an LCID is required.（用来指定相对于时间的质量阻尼）VALDMPConstant system damping coefficient or a scale factor applied to the curve defining damping coefficient versus time.（可以用来代替对时间的质量阻尼曲线，或者使用LCID命令中的比例系数）注意：Mass-weighted (Alpha) or stiffness-weighted (Beta) damping can be defined with the EDDAMP command. Generally, stiffness proportional or beta damping is effective foroscillatory motion at high frequencies. This type of damping is orthogonal to rigid body motion and so will not damp out rigid body motion. On the other hand, mass proportional or alpha damping is more effective for low frequencies and will damp out rigid body motion. The different possibilities are described below:1.Global DampingMass-weighted or Alpha damping （质量阻尼）When PART = (blank) or ALL (default), mass-weighted global damping can be defined in the following 2 ways. In this case, the same damping is applied for the entire structure.1.When the damping coefficient versus time curve (LCID) is specified usingthe EDCURVE command, VALDMP is ignored by LS-DYNA (although it iswritten in the LS-DYNA input file Jobname.K). The damping force appliedto each node in the model is given by f d= d(t)mv, where d(t) is thedamping coefficient as a function of time defined by the EDCURVEcommand, m is the mass, and v is the velocity.2.When the LCID is 0 or blank (default), a constant mass-weighted systemdamping coefficient can be specified using VALDMP.The constant and time-dependent damping, described above, cannot be defined simultaneously. The last defined global damping will overwrite any previously defined global damping.2.Damping defined for a PART（1）Mass-weighted or Alpha damping （质量阻尼）When both a valid PART number is specified and the damping coefficient versus time curve (LCID) is specified using the EDCURVE command, mass-weighted time-dependent damping will be defined for the particular PART. In this case, VALDMP will act as a scaling factor for the damping versus time curve (if VALDMP is not specified, it will default to 1). A valid PART number must be specified to define this type of damping. For example, use PART=1 (and not blank) when the entire model consists of only one PART. Issue the command repeatedly with different PART numbers in order to specify alpha damping for different PARTS.（2）Stiffness-weighted or Beta damping （刚度阻尼）When a valid PART number is specified with LCID= 0 or (blank) (default), a stiffness-weighted (Beta) constant damping coefficient for this particular PART canbe defined by VALDMP. The stiffness-weighted value corresponds to the percentage of damping in the high frequency domain. For example, 0.1 roughly corresponds to 10% damping in the high frequency domain. Recommended values range from 0.01 to 0.25. Values lower than 0.01 may have little effect. If a value larger than 0.25 is used, it may be necessary to lower the time step size significantly. Issue the command repeatedly with different PART numbers in order to specify beta damping for different PARTS. Time-dependent stiffness-weighted damping is not available in ANSYS LS-DYNA.The mass-weighted and stiffness-weighted damping, described above, cannot be defined simultaneously for a particular PART number. The last defined damping for the particular PART number will overwrite any previously defined mass-weighted or stiffness-weighted damping for this PART.In order to define the mass-weighted and stiffness-weighted damping simultaneously, you can use the MP,DAMP command to define stiffness-weighted (Beta) constant damping coefficient. However, do not use both of these commands together to define stiffness-weighted (Beta) constant damping coefficient for a particular PART. If you do, duplicate stiffness-weighted (Beta) constant damping coefficients for this PART will be written to the LS-DYNA input file Jobname.K. The last defined value will be used by LS-DYNA. Also, note that the MP,DAMP command is applied on the MAT number, and not on the PART number. Since a group of elements having the same MAT ID may belong to more than one PART (the opposite is not true), you need to issue the MP,DAMP command only once for this MAT ID and the stiffness-weighted (Beta) damping coefficients will be automatically defined for all the PART s with that MAT ID.Mass-weighted and stiffness-weighted damping can be defined simultaneously using the EDDAMP command only when mass-weighted damping (constant or time-dependent) is defined as global damping (EDDAMP, ALL, LCID, VALDMP) and stiffness-weighted damping is defined for all necessary PARTs (EDDAMP,PART, ,VALDMP).To remove defined global damping, reissue the EDDAMP, ALL command with LCID and VALDMP set to 0. To remove damping defined for a particular PART, reissue EDDAMP, PART, where PART is the PART number, with LCID and VALDMP set to 0. There is no default for the EDDAMP command, i.e., issuing the EDDAMP command with PART = LCID = VALDMP = 0 will result in an error. Stiffness-weighted damping defined by the MP,DAMP command can be deleted using MPDELE, DAMP, MAT.In an explicit dynamic small restart (EDSTART,2) or full restart analysis (EDSTART,3), you can only specify global alpha damping. This damping will overwrite any alpha damping input in the original analysis. If you do not input global alpha damping in the restart, the damping properties input in the original analysis will carry over to the restart.Damping specified by the EDDAMP command can be listed, along with other explicit dynamics specifications, by typing the command string EDSOLV$STAT into the ANSYS input window. Beta damping specified by the MP,DAMP command can be listed by MPLIST, MAT command.Menu PathsMain Menu>Preprocessor>Loads>Load Step Opts>Other>Change MatProps>DampingMain Menu>Preprocessor>Material Props>DampingMain Menu>Solution>Load Step Opts>Other>Change Mat Props>DampingK文件，Eg.1 $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $ SYSTEM DAMPING $ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $*DAMPING_PART_STIFFNESS2 1.000$K文件，Eg.2 $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $ SYSTEM DAMPING $ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $*DAMPING_GLOBAL00.5000E+02$。
ANSYS_Workbench安世亚太中文培训资料
动力学分析简介M1-1M1-2动力学第一节: 定义和目的什么是动力学分析?•动力学分析是用来确定惯性（质量效应）和阻尼起重要作用时的结构或构件动力学特性的技术。
•“动力学特性”可能指的是下面的一种或几种类型:–振动特性-（结构振动方式和振动频率）–随时间变化载荷的效应（例如：对结构位移和应力的效应）–周期（振动）或随机载荷的效应M1-3总之，动力学分析有下列类型：Courtesy: NASA动力学动力学分析类型（接上页）•模态分析---确定结构的振动特性•瞬态动力学分析---计算结构对随时间变化载荷的响应•谐响应分析---确定结构对稳态简谐载荷的响应•谱分析---确定结构对地震载荷的响应•随机振动分析---确定结构对随机震动的影响M1-4动力学第三节: 基本概念和术语•通用运动方程•求解方法•建模要考虑的因素•质量矩阵•阻尼M1-5动力学-基本概念和术语运动方程•通用运动方程如下：[]{}[]{}[]{}(){}t F u K u C uM =++ •不同分析类型对应求解不同形式的方程–模态分析：设定F （t ）为零，而矩阵[C] 通常被忽略；–谐响应分析：假设F （t ）和u （t ）都为谐函数，例如Xsin （ωt ），其中，X 是振幅，ω是单位为弧度/秒的频率；–瞬间动态分析：方程保持上述的形式。
其中:[M]= 结构质量矩阵[C]= 结构阻尼矩阵[K]= 结构刚度矩阵{F}= 随时间变化的载荷函数{u}= 节点位移矢量{ů}= 节点速度矢量{ü}= 节点加速度矢量M1-6动力学-基本概念和术语求解方法如何求解通用运动方程?•两种主要方法：–模态叠加法–直接积分法M1-7动力学-基本概念和术语求解方法（接上页）直接积分法•直接求解运动方程•在谐响应分析中，因为载荷和响应都假定为谐函数，所以运动方程是以干扰力频率的函数而不是时间的函数的形式写出并求解的•对于瞬态动力学，运动方程保持为时间的函数，并且可以通过显式或隐式的方法求解模态叠加法•确定结构的固有频率和模态，乘以正则化坐标，然后加起来用以计算位移解•可以用来处理瞬态动力学分析和谐响应分析•详见后面相关章节M1-8动力学-基本概念和术语求解方法（接上页）显式求解方法•也称为闭式求解法或预测求解法•不需要计算矩阵的逆•可轻松处理非线性问题（无收敛问题）•积分时间步Δt 必须很小，但求解速度很快（没有收敛问题）•对于短时间的瞬态分析有效，如用于波的传播，冲击载荷和高度非线性问题•当前时间点的位移{u}t 由包含时间点t-1的方程推导出来•有条件稳定: 如果Δt 超过结构最小周期的确定百分数,计算位移和速度将无限增加•ANSYS-LS/DYNA 就是使用这种方法，此处不作介绍隐式求解法•也称为开式求解法或修正求解法•要求矩阵的逆•非线性要求平衡迭代（存在收敛问题）•积分时间步Δt 可以较大，但因为有收敛问题而受到限制•除了Δt 必须很小的问题以外，对大多数问题都是有效的•当前时间点的位移{u}t 由包含时间点t 的方程推导出来•无条件稳定: Δt 的大小仅仅受精度条件控制, 无稳定性。
基于ANSYS的剪切式磁流变液阻尼器磁路的有限元分析及相关研究
力、 电场分 布和 电感 等 。 ］ 本 文针 对用 于转 子 系统 振动 控制 的剪 切式 磁 流变 液 阻尼 器 的磁 路设 计 、 场 有 限元 分 布及 相关 参 磁 数 之间 的关 系等 问题 做一 些探 讨 研究 。
关 键 词 ： 磁 场 有 限元 理 论 ； 流 变 液 阻 尼 器 ；磁 路 ； ｉｇ ａ 塑 性 流 体 模 型 ； 电 磁 Ｂｎ ｈ ｍ ＡＮＳ ＹＳ 中 图分 类 号 ： Ｍ １ Ｔ ４ 文献标志码 ： Ａ
磁 流变 液主 要 由载 体液 、 散 于载体 液 中 的铁磁 性或 顺磁 性微 粒 以及 添加 剂组 成 。 分 当施 加外 加磁 场 时 ， 流 变 液 可 以快 速 获得 几 乎 完 全可 逆 的屈 服 强 度变 化 （ 服应 力 变 化从 ０ Ｏ Ｐ ） 经 历 从 液 态 磁 屈 ～ｌ ０ｋ ａ ，
带来 的不 利影 响 。
如何 选 择性 能 优 良的导磁 材 料 以及 磁 流变 液 ， 是磁 路设 计 的第 一 步 ， 它关 系到 设 计 意 图能 否实 现 。 良好 的磁 路设 计还 取 决 于 良好 的磁 路 结构设 计 。 场在 导磁 体 中的传 递形 成 回路 ， 在 回路 中任何 位置 磁 如 达到 饱和 ， 都将 影 响整 个 回路 工作磁 场 的进 一 步增 大 。 阻尼器 的工 作 效率直 接 取决 于 磁流 变液 的磁 感应
（． 南理 工 大 学 机 械 与 汽 车 工 程 学 院 ， 东 广 州 ５ ０ ４ ； １华 广 １ ６０ ２ 佛 山 科 学技 术 学 院 机 电工 程 系 ， 东 佛 山 ５８ ０ ） ． 广 ２ Ｏ Ｏ
基于ansys的磁流变阻尼器磁路结构参数研究
磁流变阻尼器是一种基于磁流变效应的智能阻尼器，广泛应用于结构振动控制和车辆悬挂系统中。
ANSYS作为一种强大的有限元分析软件，被广泛应用于磁流变阻尼器的设计和优化中。
基于ANSYS的磁路结构参数研究，可以有效地分析磁流变阻尼器的性能，并为其优化提供依据。
首先，磁路结构参数的研究应该从磁流变阻尼器的基本结构开始。
磁流变阻尼器由电磁线圈、磁芯和阻尼液组成。
其中，磁芯的结构和材料对阻尼器的性能有着至关重要的影响。
因此，在研究中需要对磁芯的结构和材料进行优化设计。
其次，通过ANSYS软件进行模拟分析，可以得到磁流变阻尼器在不同电流和频率下的阻尼特性曲线。
针对这些曲线，可以进一步分析阻尼器的动态响应和稳定性，并对其进行优化。
具体而言，可以通过调整电磁线圈的匝数、线径和电流大小等参数，以及优化磁芯的结构和材料，来改善阻尼器的性能。
最后，研究中还需要考虑磁流变阻尼器的温度效应。
由于磁流变阻尼器在工作过程中会产生热量，因此需要对其进行热分析，并研究温度对阻尼器性能的影响。
在ANSYS中，可以通过热-结构耦合分析来实现对阻尼器的热分析，从而为阻尼器的优化提供更加全面的依据。
综上所述，基于ANSYS的磁路结构参数研究可以有效地提高磁流变阻尼器的性能，并为其在各个领域的应用提供技术支持。
ansys 提取质量刚度阻尼矩阵
ansys 提取质量刚度阻尼矩阵
在ANSYS中，可以使用以下步骤来提取质量、刚度、阻尼矩阵：
打开ANSYS软件，并导入需要分析的模型。
在主界面中，选择“工具”菜单中的“质量特性”，打开“质量特性”对话框。
在“质量特性”对话框中，选择“全局质量矩阵”，然后单击“计算”按钮。
在计算完成后，将显示全局质量矩阵、全局刚度矩阵和全局阻尼矩阵。
可以使用类似的方法提取其他相关矩阵，例如局部质量矩阵、局部刚度矩阵和局部阻尼矩阵。
需要注意的是，在提取矩阵之前，需要对模型进行正确的材料属性设置和边界条件设置。
此外，对于复杂模型，可能需要使用其他工具或方法来提取矩阵。
Ansys中的阻尼
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）where: [C] = structure damping matrixα = mass matrix multiplier (input on ALPHAD command)[M] = structure mass matrixβ = stiffness matrix multiplier (input on BETAD command)βc = variable stiffness matrix multiplier (see Equation 15–23)[K] = structure stiffness matrixNm = number of materials with DAMP or DMPR input= stiffness matrix multiplier for material j (input as DAMP on MP command)= constant (frequency-independent) stiffness matrix coefficient for material j (input as DMPR on MP command)Ω = circular excitation frequencyKj = portion of structure stiffness matrix based on material jNe = number of elements with specified dampingCk = element damping matrixCξ = frequency-dependent damping matrix (see Equation 15–21)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。
Ansys中文帮助-单元详解-COMBIN14
Ansys中文帮助-单元详解-COMBIN14 COMBIN14Element Reference（单元参考）> Part I （第一部分）. Element Library（单元库）>COMBIN14弹簧-阻尼器Spring-DamperMP ME ST <> <> PR <> <> <> PP EDCOMBIN14单元描述COMBIN14 具有1 维，2 维或3 维应用中的轴向或扭转的性能。
轴向的弹簧-阻尼器选项是一维的拉伸或压缩单元。
它的每个节点具有3个自由度：x,y,z 的轴向移动。
它不能考虑弯曲或扭转。
扭转的弹簧-阻尼器选项是一个纯扭转单元。
它的每个节点具有3个自由度的：x,y,z的旋转。
它不能考虑弯曲或轴向力。
弹簧-阻尼器没有质量。
质量可以通过其他合适的质量单元添加（参阅MASS21)。
弹簧或阻尼特性可以在单元里去除。
参阅ANSYS, Inc.理论指南中的COMBIN14的更多介绍。
更一般的弹簧或阻尼单元可以用刚度矩阵单元(MATRIX27)。
另一种弹簧-阻尼单元是COMBIN40, 它的作用方向由节点坐标方向决定。
COMBIN14几何形状2 维单元必须位于z=常数的平面内（即xy平面-译注）COMBIN14输入数据这个单元的几何形状，节点位置和坐标系统可以在“Figure 14.1 COMBIN14几何形状”中找到。
这个单元由两个节点，一个弹簧常数（k）和阻尼系数(c v)1 和(c v)2组成。
阻尼特性不能用于静力或无阻尼的模态分析。
轴向弹簧常数的单位是“力/长度”，阻尼系数的单位是“力*时间/长度”。
扭转弹簧常数和阻尼系数的单位是“力*长度/弧度”和“力*长度*时间/弧度”。
对于2维轴对称问题，这些值应该基于360°。
单元的阻尼部分只是把阻尼系数传到结构阻尼矩阵。
阻尼力(F) 或扭矩(T) 由下式计算：F x = - c v du x/dt or Tθ = - c v d θ/dt这里c v是阻尼系数，由c v = (c v)1 + (c v)2v式确定。
ANSYS中阻尼的定义和使用方式
ANSYS的轴承座结构分析教程一、实体模型的建立建立实体模型可以通过自上而下和自下而上两个途径：1、自上而下建模，首先要建立体（或面），对这些体或面按一定规则组合得到最终需要的形状。
2、自下而上建模，首先要建立关键点，由这些点建立线、由线连成面等一般建模原则是充分利用对称性，合理考虑细节。
根据题中的轴承座，由于轴承座具有对称性，只需建立轴承座的半个实体对称模型，在进行镜像操作即可。
采用自下而上的建模方法得到如下图1所示的三维实体模型：（1）生成长方体Main Menu：Preprocessor>Modeling->Create>Volumes->Block>By Dimensions输入x1=0,x2=60,y1=0,y2=20,z1=0,z2=60平移并旋转工作平面Utility Menu>WorkPlane>Offset WP by IncrementsX,Y,Z Offsets 输入45,25,15 点击ApplyXY，YZ，ZX Angles输入0，－90，0点击OK。
创建圆柱体Main Menu：Preprocessor>Create>Cylinder> Solid CylinderRadius输入15/2, Depth输入－30,点击OK。
拷贝生成另一个圆柱体Main Menu：Preprocessor>Copy>Volume拾取圆柱体,点击Apply, DZ输入30然后点击OK从长方体中减去两个圆柱体Main Menu：Preprocessor>Operate>Subtract Volumes首先拾取被减的长方体，点击Apply,然后拾取减去的两个圆柱体，点击OK。
使工作平面与总体笛卡尔坐标系一致Utility Menu>WorkPlane>Align WP with> Global Cartesian（2）创建支撑部分Main Menu: Preprocessor -> -Modeling-Create -> -Volumes-Block -> By 2 corners & Z在创建实体块的参数表中输入下列数值:WP X = 0WP Y = 20Width = 30Height = 35Depth = 15OKToolbar: SAVE_DB（3）偏移工作平面到轴瓦支架的前表面Utility Menu: WorkPlane -> Offset WP to -> Keypoints +1. 在刚刚创建的实体块的左上角拾取关键点2. OKToolbar: SAVE_DB（4）创建轴瓦支架的上部Main Menu: Preprocessor -> Modeling-Create -> Volumes-Cylinder -> Partial Cylinder +1). 在创建圆柱的参数表中输入下列参数:WP X = 0WP Y = 0Rad-1 = 0Theta-1 = 0Rad-2 = 30Theta-2 = 90Depth = -15或者在by dimensions 下建立圆柱体，输入相应的参数，其余圆柱的创建方式相同。
ANSYS动力分析中的阻尼
ANSYS动力分析中的阻尼问题结构导则5. 瞬态动力学分析5.9. 瞬态动力学分析5.9.3. 阻尼在诸多体系中，存在阻尼，且在动力分析中必须定义阻尼。
在ANSYS program 中，存在以下不同形式的阻尼：•瑞利阻尼•材料阻尼•材料常数阻尼系数•常数阻尼比•模态阻尼•单元阻尼在ANSYS Professional program中，仅有常数阻尼比和模态阻尼比可用。
在一个模型中，可定义多种阻尼，将不同形式的阻尼集成后，ANSYS软件会形成阻尼矩阵（C）。
材料常数阻尼系数仅可应用于完全谐响应分析和模态谐响应分析。
表5.5为“结构动力分析中的阻尼”，阐述了在不同结构动力分析中可用的阻尼类型。
表5.5 结构动力分析中的阻尼N/A ：不可用1.仅有β阻尼，无α阻尼。
2.此阻尼仅用于模态组合，但不用于计算模态系数。
3.包括超单元阻尼矩阵4.如果采用扩展模态，则转化为模态阻尼5.如果定义，则为谱分析确定一个有效阻尼比6.如果采用QR阻尼模态提取模态（MODOPT,QRDAMP），且在前处理或模态分析中定义了任意一种类型的阻尼，ANSYS软件均忽略振型叠加分析中的阻尼。
7.在振型叠加谐响应分析中，仅有QR阻尼法支持材料常数阻尼系数。
α阻尼和β阻尼用于定义瑞利阻尼中的常数α 和β。
阻尼矩阵（C）通过以下常数乘以质量矩阵（M）和刚度矩阵（K）：(C) = α(M) + β(K)ALPHAD与BETAD命令用来定义α 和β。
一般α and β未知，但可以通过模态阻尼比ξi计算得到。
模态阻尼比ξi ξi = α/2ωi + βωi/2某个关心的或者重要的频率上的实际模态阻尼比。
如果模态i的圆频率ωi已知，则α 和β 满足下式：在诸多实际工程结构中，忽略α阻尼（或质量阻尼），即α = 0。
在此情况下，可通过ξi andωi计算β：β = 2ξi/ωi在一个荷载步中，只可输入一个β值，因此，应选择最关键的频率来计算β。
ANSYS_02_阻尼
jku ku f ( mu t)
上式中，j—表示与速度同相位，j η—滞变阻尼系数
1
ku f ( mu t)
式中，复刚度
k (1 j ) k
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June 19, 2017
阻尼理论基础
——几种常见阻尼的数学模型：库伦阻尼模型 库伦阻尼假定摩擦力的大小与运动的速度无关，方向与运动方向相反。单自 由度体系时，运动方程如下：
完全法瞬态动力学分析
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June 19, 2017
阻尼矩阵：完全法的谐响应分析
完全法、VT法、缩减法的谐响应分析，阻尼矩阵形式：
质量阻尼
C M M
m i i i 1
刚度阻尼 N mb m 1 2 1 E g K j m j g j K j j 1 黏弹性阻尼 Ng Ne Nv 1 C k Gl C m k 1 l 1 l 1 单元阻尼 陀螺阻尼
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June 19, 2017
ANSYS中的阻尼：Rayleigh阻尼（续）
其中，模态阻尼比可以由实验确定，频率区间选择感兴趣的频率范围，而不是直 接采用低阶，如第一、第二阶。通常情况下，假定结构的各阶模态阻尼比相同， 因此，上式可简化为：
2ij i j 2 i j
常阻尼比
质量阻 尼系数
刚度阻 尼系数
d m
i i
i 2i 2
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ansys接触稳定阻尼因数
ansys接触稳定阻尼因数Ansys接触稳定阻尼因数是指在分析和模拟中，使用Ansys软件时，为了保证计算结果的稳定性和精确性，引入的一种参数。
它在动态分析中起到了重要的作用，可以有效地控制模型的振动幅度和振动周期。
本文将对Ansys接触稳定阻尼因数进行详细介绍，并探讨其在工程实践中的应用。
我们需要了解什么是接触稳定阻尼。
在工程领域中，接触是一种常见的现象，比如机械零件之间的接触、结构与地基的接触等。
当两个物体之间存在接触时，由于摩擦力和接触面的变形等因素的影响，会导致振动的发生。
而接触稳定阻尼因数就是用来控制这种振动的参数。
Ansys软件是一款常用的工程仿真软件，可以对各种工程问题进行模拟和分析。
在进行动态分析时，如果不引入接触稳定阻尼因数，模型可能会出现不稳定的情况，振动幅度会越来越大，甚至无法得到合理的结果。
而引入接触稳定阻尼因数后，可以有效地控制振动幅度，使模型的振动趋于稳定。
那么，如何确定接触稳定阻尼因数呢？一般来说，这需要根据具体的工程问题和模型特点来确定。
在Ansys软件中，可以通过设置接触稳定阻尼因数的数值来控制模型的振动。
一般情况下，接触稳定阻尼因数的数值越大，模型的振动越稳定。
但是过大的数值也会导致计算时间增加，影响计算效率。
在实际工程中，接触稳定阻尼因数的选择需要考虑多个因素。
首先，需要分析模型的振动特性和振动频率。
不同的振动频率对应不同的接触稳定阻尼因数，需要根据实际情况进行调整。
其次，还需要考虑模型的材料特性和接触面的摩擦系数等因素。
这些因素都会对接触稳定阻尼因数的选择产生影响。
接触稳定阻尼因数的选择也需要结合实际的工程要求。
在某些情况下，为了保证模型的振动稳定性，可能需要增大接触稳定阻尼因数的数值。
而在另一些情况下，为了减小计算时间和提高计算效率，可能需要适当降低接触稳定阻尼因数的数值。
这需要工程师根据实际情况进行综合考虑，并进行优化设计。
Ansys接触稳定阻尼因数在工程实践中起到了重要的作用。
damp
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2 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/prep7mp,damp,1,MP_BETAD !定义viscous damping，与频率有关/soluantype,modalmodopt,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] 的mxpand,1,,,yes,,,Solve2）用 MP,Damp 输入材料阻尼DAMPRATO=0.025LOSSMODM=2*DAMPRATO ! 材料阻尼系数，书上给的一般是LOSSMODM/prep7mp,damp,1,DAMPRATO !常数，如果已知的是材料阻尼系数LOSSMODM，就要除以2 /soluantype,modal ! 使用模态叠加法modopt,lanb,1! importantmxpand,1,,,yes,,,,Solve3）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 MSUPDAMPRATO=0.025 ! 阻尼比LOSSMODM=2*DAMPRATO !等效的材料阻尼系数/prep7! mp,damp,1,DAMPRATOBETAD,DAMPRATO/(acos(-1)*442) ! 注意此公式！ 442 是你给定的频率值/soluantype,modal !模态分析modopt,lanb,1! importantmxpand,1,,,yeslumpm,on,,,,solve/soluantype,harmic !谐分析hropt, msuphrout, on, offharfrq, FREQBEGN, FREQENDG,,,solve4）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 ratioDAMPRATO=0.025 ！全结构阻尼比是0.025LOSSMODM=2*DAMPRATO/prep7!mp,damp,1,DAMPRATO/soluantype,modal ! 先做无阻尼振型分解solve/soluantype,harmichropt,msuphrout,on,offharfrq,FREQBEGN,FREQENDGnsubst,NUM_STEPkbc,1dmprat,DAMPRATO ! 在这里定义此阻尼比，常数,,,,,,solve5）用 MP，DAMP 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 hugeDAMPRATO=0.025LOSSMODM=2*DAMPRATOCRITFREQ=480MP_BETAD=DAMPRATO/(acos(-1)*CRITFREQ) ! 注意此公式/prep7mp,damp,1,MP_BETAD6）用 DMPRAT 定义全结构常数阻尼比! Full method with DMPRATDAMPRATO=0.025LOSSMODM=2*DAMPRATOCRITFREQ=480MP_BETAD=DAMPRATO/(acos(-1)*CRITFREQ)/prep7et,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/soluantype,modal !带阻尼的振型分解modopt,lanb,3! importantmxpand,3,,,yeslumpm,on,,,solve/soluantype,harmichropt,full ! full harmonic analysis6．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。
瑞利阻尼设置
瑞利阻尼设置
瑞利阻尼参数
在 ANSYS 的帮助文件中有具体说明，一般可以假设粘性阻尼比为
0.03,0.05，然后根据感兴趣的频率范围的下限和上限计算出 Alpha 和 Beta 值。
或者，看看下面一个例子:
在 ANSYS 中，用 Full方法进行瞬态动力分析时，只能使用瑞利阻尼，即: * [K] [C] = α* [M] + β
其中的系数α 和β 与常用的粘性比例阻尼系数ξ 之间有如下关系: α / (2 * ω) + β * ω / 2 = ξ
而ω = 2 * π * f (f –频率，单位 Hz)
对于固定的ξ 值，α 和β 是随频率变化的。
作为一种近似，可以用感兴趣的频率范围的下限和上限带入上述关系，通过求解联立方程来确定α 和β，作为该频率段的系数使用。
联立方程:
α / (2 * ω1) + β * ω1 / 2 = ξ
α / (2 * ω2) + β * ω2 / 2 = ξ
解为:
α = 2 *ω1 *ω2*ξ/ (ω1+ω2) = 4 *π*f1 *f2*ξ/( f1 +f2)
β = 2 *ξ/ (ω1+ω2) =ξ/π/(f1 +f2)
对本项目，结构的频率范围取为 0.6 , 10，ξ 取 0.03,计算得到:
α = 0.2134
β = 0.0009009。
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antype,modal !模态分析
modopt,lanb,1
! important
mxpand,1,,,yes
lumpm,on
,,,,
sole
/solu
antype,harmic !谐分析
1．比例阻尼
最常用也是比较简单的阻尼大概是Rayleigh阻尼，又称为比例阻尼。它是多数实用动力分析的首选，对许多实际工程应用也是足够的。
在ANSYS里，它 就是 阻尼与 阻尼之和，分别用ALPHD与BETAD命令输入。已知结构总阻尼比是 ，则用两个频率点上 阻尼与 阻尼产生的等效阻尼比之和与其相等，就可以求出近似的 阻尼与 阻尼系数来用作输入：
ALPHAD： 输入 阻尼参数
BETAD： 输入 阻尼参数
DMPRAT： 输入全结构的阻尼比
MDAMP： 输入与各频率的振型对应的模态阻尼比
MP，DAMP 输入对应于某种材料的材料阻尼??。
与以上几种命令的输入对应的ANSYS计算的总阻尼阵[C]是：
（5.1.2）
ANSYS计算阻尼矩阵的公式
其中m是结构中有阻尼的材料种类数，n是具有特有阻尼的单元类型数。前两项是用 与 定义的Rayleigh阻尼，第三项是与全结构的阻尼比 对应的阻尼阵，第四项是材料阻尼，最后一项是一些单元特有的单元阻尼阵。
3．粘性阻尼比
粘性阻尼表现为类似物体在粘性流体中运动时的阻力，与速度成正比。
（5.1.3）
5．模态阻尼比的计算
当采用模态叠加法时，ANSYS对模态阻尼比与结构阻尼比是直接使用的，对其它阻尼则是计算多种阻尼产生的模态阻尼比来计算各模态的响应。在各种阻尼输入下，ANSYS程序计算出的第i个模态的总模态阻尼比是
（5.1.7）
ANSYS计算模态阻尼比的公式
其中前两项是 阻尼与 阻尼对应的模态阻尼比，第三项是输入的全结构阻尼比，第四项是输入的模态阻尼比，最后一项是M种材料的材料阻尼系数 产生的模态阻尼比。
DMPRAT与MDAMP都是只对响应谱分析、谐分析及使用模态叠加法的瞬态分析有效，它们所对应的阻尼阵[C]是随频率不同而变化的阻尼阵。已知模态阻尼比 后，则对应的阻尼阵[C]用下式求出：
（5.1.4）
与输入的模态阻尼比对应的阻尼矩阵
其中 是第i个振型向量， 是对应的模态频率。
值得注意的是上述公式只有理论意义，在振型叠加中是直接使用定义的振型阻尼比与全结构阻尼比，没有哪个程序会用公式（3）去反求出阻尼阵来。（也许某些程 序里可以反求出阻尼阵来，但至少ANSYS没有这么做）。
图5.1 用ALPHD与BETAD来拟合常数阻尼比
选定 与 ，就可以用公式（1）计算出做输入用的ALPHD与BETAD值来。
4．材料阻尼
与其它几种阻尼不同的是，材料阻尼是在材料参数里面进行定义的（命令：MP,DAMP），材料阻尼又叫滞回阻尼，其最显著的特点是与结构响应频率无关。
图5.2 两种阻尼与频率的关系
/prep7
mp,damp,1,DAMPRATO !常数，如果已知的是材料阻尼系数LOSSMODM，就要除以2
/solu
antype,modal ! 使用模态叠加法
modopt,lanb,1
! important
mxpand,1,,,yes
,,,,
sole
3）用BETAD输入粘滞阻尼（振型叠加法）
粘性阻尼力
对单自由度系统，c就是粘性阻尼系数，对多自由度系统，就是阻尼矩阵[C]。[C]是定义结构阻尼特性的最基本形式，然而对粘性阻尼，很少有直接定义阻尼 阵[C]的，阻尼比才是定义粘性阻尼最简捷的方法。
在ANSYS中，既可以定义在结构坐标系下的全结构阻尼比（DMPRAT命令），也可以在模态坐标下对 各个模态定义各自的模态阻尼比（MDAMP命令）。ANSYS最终计算的各模态相应的模态阻尼比是MDAMP定义的模态阻尼比与DMPRAT定义的全结构 阻尼比的叠加。
n,i,(i-1)*0.5,0,0 !5m长,分10段
*enddo
*do,i,1,10
e,i,i+1
*enddo
d,1,ALL,0
fini
/solu
antype,4
阻尼力是与速度成正比的，静态分析，没有速度，阻尼力等于0
通过ANSYS程序可以定义五种形式的阻尼，分别是：Alphad和Beta阻尼（即通常所说的Rayleigh阻尼）、和材料相关的阻尼、恒定阻尼比、振型阻尼和单元阻尼。
（5.1.1）
求比例阻尼系数的拟合公式
用方程组（5.1.1）可以得到 阻尼与 阻尼系数值，然后用ALPHD与BETAD命令输入，这种阻尼输入既可以做full（完全）法的分析，也可以作减缩法与振型叠加法的分析，都是一样的有效。
但是尽管 阻尼与 阻尼概念简单明确，在使用中也要小心一些可能的误区。首先， 阻尼与质量有关，主要影响低阶振型，而 阻尼与刚度有关，主要影响高阶振型；如果要做的是非线性瞬态分析，同时刚度变化很大时，
其中 是第j种材料对应的模态应变能，在日本减震规范中，就是采用此此应变能公式来计算结构阻尼比的。
?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。
此时一种办法是把粘性阻尼比换算为材料阻尼系数再用MP，DAMP输入。材料阻尼系数与粘性阻尼比的换算关系是： ，在单自由度情况下： （c是粘性阻尼系数）。
表5.1 常见材料的材料阻尼系数
纯铝 钢 铅 铸铁
0.00002~0.002 0.001~0.008 0.008~0.014 0.003~0.03
天然橡胶 硬橡胶 玻璃 混凝土
0.1~0.3 1.0 0.0006~0.002 0.01~0.06
以上材料来自：《结构振动分析》, C.F.比尔茨（作者对其使用不负任何责任）
金属的阻尼是比较低的，不知道这算不算是钢结构的一个缺点。一般来说高阻尼的金属其强度延性硬度均低。但是也有例外，如锰铜合金其强度硬度延性阻尼都高，但是相应价格也很高。
! MSUP method with BETAD
! BETAD is damping_ratio/pi*f, een 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
以下是结构分析中常用的几种阻尼输入的ANSYS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2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
可以在模型中定义多种形式的阻尼，程序按定义的阻尼之和形成阻尼矩阵 。阻尼矩阵的通用形式可参见ANSYS的理论手册。
阻尼是动力分析的一大特点，也是动力分析中的一个易于引起困惑之处，而且由于它只是影响动力响应的衰减，出了错不容易觉察。
阻尼的本质和表现是相当复杂的， 相应的模型也很多。
ANSYS提供了强大又丰富的阻尼输入，但也正以其强大和丰富使初学者容易发生迷惑这里介绍各种阻尼的数学模型在ANSYS中的实现， 与在ANSYS中阻尼功能的使用。
上为瞬态分析结构与频率有关阻尼。你考虑铝合金材料分析，应有材料阻尼比mp,damp，，关于阻尼比：钢结构计算：0.02；钢筋混凝土计算：0.05。
克拉夫.彭津.结构动力学内有详解a,b。
一个与材料有关的阻尼的算例。
!定义单元类型
/prep7
ET,1,BEAM3
R,1,0.09,0.000675,0.3, !0.3*0.3m截面
在ANSYS里，它是刚度矩阵的乘子，产生的阻尼阵是各材料对应刚度的加权和。
（5.1.6）
ANSYS计算材料阻尼对应阻尼矩阵的公式
很明显，它对应的阻尼阵[C]是可以对角化的，所以既能在full（完全）法瞬态分析中使用，也可以在振型叠加法分析中使用。上一小节里介绍 了：
ANSYS在做Full积分的瞬态分析时，用阻尼比定义的阻尼都被程序忽略掉，在许多时候，已知的是粘性阻尼的阻尼比，又要做full法的瞬态分析， 那怎么办？
螺栓或铆钉连接结构的阻尼比为2%---15%,结构阻尼（bata)与材料有关，粘性阻尼（alpha) 主要体现在连接处。结构阻尼很小。阻尼系数没有完善数据库，一般靠实验得到，属于反问题。
先计算结构自振周期，取前两阶频率，求出a,b。menu:main menu-preprocessor-loads-time/frequence-damping。代入即可。
ANSYS之阻尼详解
2010-02-03 20:52
瞬态分析须指定a阻尼、B阻尼
阻尼矩阵=a*质量矩阵+B*刚度矩阵
在计算中一般取：
alph=3.0 质量
beta=0.0001 刚度
ansys中的质量矩阵阻尼系数和刚度矩阵阻尼系数就是书上讲的瑞利阻尼中的a阻尼和B阻尼
MP,EX,1,2.06e11
MP,NUXY,1,0.3
MP,DAMP,1,0.02 !阻尼比0.02
MP,dens,1,7.85e3
!--------------------------------------------------