Abaqus/Explicit分析核心概念：阻尼功能与设置

在 Abaqus/Explicit 分析中，为了避免数值振荡，一般都需要定义模型的阻尼，

定义方法主要包括以下几种：

1）体积粘性（bulk viscosity）

体积粘性用于引入由于体积应变引起的阻尼，在研究高速动力分析的高阶性能时，体积粘性是尤其必要的。 体积粘性只是作为一个数值效应被引入，因此，材料点上的应力并不考虑体积粘性压力的影响。

Abaqus/Explicit 有两种体积粘性参数：线性体积粘性和二次体积粘性，可以在 Step 功能模块中进行设置（如图1所示）。

一般情况下，采用 Abaqus 的默认设置即可。

图1  设置体积粘性参数

2）材料阻尼

常用的材料阻尼是瑞利（Rayleigh）阻尼，在Property模块的Mechanical菜单下定义（如图2所示），它包含两个阻尼参数：质量比例阻尼是关于质量矩阵的比例系数，主要用于消除低阶振荡； 刚度比例阻尼是关于刚度矩阵的比例系数，主要用于消除高阶振荡。

图2  设置材料阻尼

关于材料阻尼的详细介绍，请参见 Abaqus  帮助文档《Abaqus Analysis User’s Manual》第20.1.1节“Material damping”和《Abaqus Keywords User’s Manual》中的关键词

* DAMPING。

3）阻尼器（dashpot）单元

在 Property 功能模块和 Interaction 功能模块的Special菜单中都可以定义阻尼器单元（如图3所示），其优点是可以仅在必要的节点上定义阻尼，其阻尼力与单元的两个节点相对速度成正比。 阻尼器单元必须与其他单元（如弹簧单元或桁架单元）同时使用，一般不会引起稳定极限值的显著变化。

图3  定义阻尼器单元

归纳总结：

1、三种阻尼分别在不同的模块中定义，用户应该区分。 与材料特性相关的阻尼应该在Property功能模块定义； 与分析求解相关，帮助Abaqus求解器求解分析的阻尼应该在Step模块中定义； 而与局部效应和相互作用相关的阻尼，则在Property功能模块和Interaction功能模块的Speicial菜单中定义；

2、Step模块中的阻尼系数通常取默认值即可； Property功能模块中的材料阻尼通常需要由实验数据来确定，如果需要定义局部节点和单元的阻尼，也应由实验数据或经验确定；

3、如果用户希望查阅包含阻尼关键字的INP文件，可以利用abaqus find keyword快速查找（如图4所示），然后利用abaqus fetch job=***命令提取对应的INP文件（如图5所示）：

图4  利用abaqus findkeywor命令快速查阅包含所需关键词的INP文件

图5  利用abaqus fetch job=*** 命令提取包含所需关键词的INP文件

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