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粘滯阻尼器原理及在ABAQUS中的實現方法

發布人:wubaiyi    發布時間:2021-02-24  10:10:13

傳統的結構抗震是通過增強結構本身的抗震性能(強度、剛度、延性)來抵御地震、風、雪、海嘯等自然災害的。由于自然災害作用強度和特性的不確定性,傳統的抗震方法設計的結構又不具備自我調節能力,因此當地震來臨,往往會造成重大的經濟損失和人員傷亡。 粘滯耗能阻尼器的研發和應用,等于給建筑或橋梁裝上了“安全氣囊”。在地震來臨時,阻尼器最大限度吸收和消耗了地震對建筑結構的沖擊能量,大大緩解了地震對建筑結構造成的沖擊和破壞。 粘滯阻尼器是根據流體運動,特別是當流體通過節流孔時會產生節流阻力的原理而制成的,是一種與活塞運動速度相關的阻尼器。廣泛應用于高層建筑、橋梁、建筑結構抗震改造、工業管道設備抗振、軍工等領域。 粘滯阻尼器是非線性分析比較困難的地方,今天我們看看怎么在ABAQUS中定義粘滯阻尼器。 圖片 本文主要介紹 粘滯阻尼器本構理論; 粘滯阻尼器本構參數定義及計算分析; 粘滯阻尼器滯回曲線。 CONSTITUTIVE 粘滯阻尼器本構 粘滯阻尼器一般有兩種模擬方式,Kelvin模型和Maxwell模型。 Maxwell模型由線性彈簧和粘滯阻尼并聯而成。其力與變形關系如下: Kelvin模型由線性彈簧和粘滯阻尼串聯而成。其力與變形關系如下: MODEL 模型 3層框架結構 柱:300×300,C40 梁:200×500,C30 粘滯阻尼器:c=300kN*(s/m),a=0.3,k=0 FEATURES 特點 粘滯阻尼器的特點是阻尼力與速度成冪指數關系,不同阻尼系數下F-v關系曲線圖下圖: 圖片 MODELING 粘滯阻尼器建模 ABAQUS/CAE中,阻尼器在Interacion模塊中定義。 1 定義阻尼器參數 Interacion→Connector→Section 圖片圖片 其中Data欄就是阻尼力與速度關系曲線定義,我們可以用Excel表格方便得到。 2 建立阻尼器單元 Interacion→Connector→Geometry 依次選擇節點,建立阻尼器單元。 3 將阻尼器屬性賦給單元 Interacion→Connector→Assignment 4 定義阻尼器輸出歷史變量 在Step模塊,首先建立一個動力分析步 圖片 然后在HistoryOutput中定義一個歷史輸出:其中Domain是我們建立的阻尼器單元集合;Frequency是輸出時間間隔,即每0.02s輸出一次結果;Output Variable是輸出物理量,ALLVD——阻尼耗能、CTF1——軸向力、CU1——軸向位移、CV1——軸向速度


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