ansys結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析-資料下載頁
2024-07-24 17:43本頁面
【正文】 。粘性阻尼的大小與速度相關(guān)， ANSYS預(yù)設(shè)二者之間成正比，亦即 其中 [C] 稱為阻尼系數(shù) (damping coefficient)。當(dāng)結(jié)構(gòu)物在空氣中緩慢運(yùn)動時，阻尼系數(shù)通常很小，所以 FD幾乎可以忽略。但是當(dāng)結(jié)構(gòu)物在液體中運(yùn)動 (如油、水 )，或在空氣中運(yùn)動速度很快時， FD必須加以考慮。 ? ? ? ?? ?xD ?CF ?（ 3）結(jié)構(gòu)與另一個固體之間的摩擦，稱為干摩擦阻尼或庫侖阻尼 (dry friction or Column damping)。該摩擦力通常與結(jié)構(gòu)的速度無關(guān)，而是與相互接觸面的正向力成正比。在 ANSYS中要模擬這個現(xiàn)象，通常是將各種形式的接觸單元 (Contact elements)置于接觸面之間，而摩擦系數(shù)則是接觸單元的輸入數(shù)據(jù)之一。 Ansys中阻尼矩陣的計算 ANSYS中計算阻尼矩陣 (Damping matrix)的方程如下： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?112 ( 1 4 )meNNmc j j j kjk??? ? ? ? ????????? ?? ??? ? ? ? ? ? ? ??????? ????????? ????C M K K C C14式中，整體結(jié)構(gòu)的阻尼矩陣 [C] 是由 5大項組合而成的： (1) α阻尼(α[M])是假設(shè)阻尼項是整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量矩陣乘以一個系數(shù) α，也就是假設(shè)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量越大，阻尼就越大。很顯然地 α阻尼項是考慮結(jié)構(gòu)和周遭流體的摩擦現(xiàn)象，即質(zhì)量越大，摩擦就會越大； (2) β阻尼項 ((β+βc)[K])是假設(shè)阻尼項是整體結(jié)構(gòu)的剛度矩陣乘以一個系數(shù) (β+βc)，也就是假設(shè)結(jié)構(gòu)的剛性越大，阻尼就越大， β阻尼項是考慮結(jié)構(gòu)材料本身的摩擦現(xiàn)象，即剛性越大，摩擦就會越大； (3)第 3項的考慮與第 2項是類似的，但是考慮每一種材料可能有不同的 β值； (4)第 4項是輸入個別元素的阻尼矩陣 (如COMBIN1 MATRIX27等元素）， ANSYS將會把它們累加起來； (5) 第5項阻尼是和振動頻率有關(guān)的，也就是說阻尼的大小和結(jié)構(gòu)振動速度有關(guān)。你可以輸入一個整體結(jié)構(gòu)的阻尼率（ DMPRAT命令輸入），再加上每一個共振頻率下的阻尼率 (MDAMP命令輸入 )， ANSYS會自動計算 Cξ。 時間積分步長 動力分析需要對時間進(jìn)行數(shù)值積分，所以需要輸入積分時間間隔（ integration time step， ITS）。 ITS的選擇不只會影響計算效率，也會影響精確度，也常常會影響收斂性。以下四個準(zhǔn)則可以用來作為選擇 Δt的參考。 響應(yīng) 時間 最小響應(yīng)時間 只有 Δt要足夠小才能能捕捉到結(jié)構(gòu)響應(yīng)的細(xì)節(jié)。上圖表示結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，假設(shè)最小的響應(yīng)周期是 f，則 Δt可以為 1/20的 f，亦即 20ft ??(1) 響應(yīng)頻率 (2) 載荷的特性 選擇 Δ t必須要小到能夠精準(zhǔn)地來描述輸入載荷的特性。若輸入載荷是緩慢變化的，那么 Δ t就不要用太小，如下圖中 0至，輸入載荷是劇烈變化，那么 Δ t必須較小。特別是在階躍載荷時， Δ t必須很小，如下圖中 。 0 時間 (s) 外載 (3) 接觸頻率 如果在分析模型中含有接觸單元時，須考慮數(shù)值計算中 Δt的選擇問題。接觸單元在計算上是用類似于彈簧來連接接觸點(diǎn)，所以在運(yùn)動時，接觸單元附近就會有動態(tài)變形。 Δt要小到能夠捕捉到這種行為 ，其準(zhǔn)則為： 30Tt ??其中 T是上述彈簧的自振周期。 (4) 波傳播 當(dāng)外界載荷沖擊到細(xì)長桿件 (方向沿桿的方向 )時，桿件在長度的變形是以縱向波的方式傳遞的。 Δt要足夠小到能夠捕捉到這種彈性波，其準(zhǔn)則為： 其中 Δx是單元的最小尺度，而 c是指彈性波的速度，類似于這類型的波傳播分析均可以參考此準(zhǔn)則。 cxt3???
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