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LS-DYNA顯式動力學原理與案例剖析

8XCt_sim_ol ? 來源:ANSYS空間 ? 作者:ANSYS空間 ? 2023-03-03 10:35 ? 次閱讀

由于實際結構的阻尼機理相當復雜,因此在進行計算時往往將結構的阻尼作用抽象為數學模型,使之既能合理反應阻尼機制,又便于計算。多年來,各國學者提出了多種阻尼模型。

1.粘性阻尼模型(粘滯阻尼)

粘滯阻尼理論是目前應用比較廣泛的一種阻尼理論,其他類型的阻尼力下的振動也常轉化為等效粘滯阻尼力來進行分析。它所表達的阻尼力大小與變形速度成正比,對于單自由運動方程為 d7001432-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

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在粘滯阻尼理論中根據阻尼比,可將阻尼分為三種情況: (1)阻尼比小于1,也稱為欠阻尼。此時,體系振幅會隨時間的增加而逐漸衰減,這也是研究結構振動阻尼時最常見的振動形式,這種振動的特性為:等時性,即系統以相同的周期經過平衡位置;阻尼會使振動頻率減小,周期變大,但影響較小,特別是阻尼很小時;振幅隨時間增加會以幾何級數衰減。 (2)阻尼比等于1,也稱為臨界阻尼。此時結構體系仍有衰減性質,但不會波動,直接回復到靜平衡位置,沒有振動。它表示系統不出現振動的最小阻尼值。 (3)阻尼比大于1,過阻尼。也稱大阻尼或超阻尼,也不會產生振動運動,這種情況在實際中很難遇到。

2 滯變阻尼模型

滯變阻尼理論又稱復阻尼理論,它所假設的阻尼力與彈性恢復力成正比,且與變形速度方向相同在單自由度體系中,其阻尼力可表示為: d73caa82-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.pngd74b7c10-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png 該模型的對應單自由度體系運動方程為: d75e85da-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png 滯變阻尼模型具有非變頻的特性,即在一定的頻率范圍內基本保持不變,這一點與實驗中觀察到的“材料內摩擦等耗能因素引起的阻尼力在相當寬的頻帶范圍變化平緩”的事實一致,特別是在結構體系簡諧振動分析中行之有效。ANSYS的諧響應分析系統也是支持該阻尼類型的。 雖然該阻尼模型克服了一些粘滯阻尼理論的缺陷,但自身仍存在著一些不足,該模型原則上只適用于穩態簡諧振動或簡諧穩態受迫振動,將其應用于更一般的動力分析時,將遇到有悖于物理事實的問題。

3.庫倫阻尼模型

庫倫阻尼又叫干摩擦阻尼,即模型所表達的阻尼力與界面壓力成正比,大小為為與摩擦系數和界面壓力有關的常數,方向與接觸面相對運動速度的方向相反,即: d7702d44-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.pngd77ecade-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png 該模型的對應單自由度體系運動方程為: d7905862-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png 當用當量粘性阻尼模型描述多自由度體系的阻尼力時,庫倫阻尼理論分析結果能較好的接近實際試驗結果。此模型在機械振動分析中比較常用。

4.等價粘性阻尼系數

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編輯:黃飛

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原文標題:LS-DYNA顯式動力學原理與案例剖析【附直播鏈接】

文章出處:【微信號:sim_ol,微信公眾號:模擬在線】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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