[转帖]有关阻尼问题的讨论

绿荷雨丝

请教：有关阻尼的问题？
Posted by: lcz
Posted on: 2002-10-03 20:55
在房屋抗震中是使采用何种阻尼,而在进行时程分析中又如何取进行加入阻尼？  
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Posted by: concrete
Posted on: 2002-10-04 15:16
计算时有两种方法：
1.加入总体阻尼，即设置总体阻尼比（部分软件也可以按振型加入阻尼比）；
2.设置阻尼元件，不同的软件有不同的处理方法。  
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Posted by: cbsteven
Posted on: 2002-10-04 17:12
   结构阻尼特性反映了体系在振动过程中能量的耗散性能，是研究动力反应问题的一个必不可少的重要方面。由于阻尼随结构形式、材料、几何尺寸、构造、荷载等多种因素变化，致使阻尼值非常离散。因此如何找出其主要影响因素和统计规律，建立起工程上可用的较为合理的阻尼矩阵，一直是国内外科学研究中的难题之一。
    近百年来研究发展形成了几种阻尼理论，如复阻尼理论，滞变阻尼理论等。最常见的就是一般时程分析法所采用的粘滞阻尼理论。按照该理论，其基本假设是当运动速度不大时，质点受到的粘滞阻力与质点速度成正比，且方向相反。实际工程分析中常采用瑞雷（Rayleigh）阻尼，即：
   瑞雷（Rayleigh）阻尼被用于绝大多数的结构动力分析。将阻尼矩阵表示为质量矩阵和刚度矩阵的线性组合，这在程序实现时不必存储，可以节省计算机内存，这是Rayleigh阻尼的一个方便之处。
     若在结构中加入阻尼装置，那是耗能减震的研究领域，并非常用的阻尼理论，应另当别论！  
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Posted by: lcz
Posted on: 2002-10-05 10:47
十分感谢二位大侠，但有一点不明白：既然在房屋中常采用滞变阻尼理论，那末在反应谱中，规范中常考虑的是％5的阻尼比，那末这种阻尼是如何加进去的？是否是按照： 瑞雷（Rayleigh）理论进行加入的？如果是这样的话，质量与刚度阻尼的系数分别是多少？？还请高手指点！！！  
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Posted by: edit
Posted on: 2002-10-05 13:27
是根据瑞利阻尼形成阻尼矩阵，
这方面的介绍，几乎所有的动力学书和抗震书上都有介绍，
你可以查一下资料。。  
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Posted by: wangchen2005
Posted on: 2002-10-06 14:08
我认为规范中常考虑的％5的阻尼比应该是结构的质量系数,即alpha的值,
不知是否正确.
如果想求alpha,beta的值,可以在给定阻尼比的情况下联立求解两个方程得到.
可是我在ansys的书上看到对一般的问题质量阻尼可以忽略,不知是怎么回事,请高手指点.  
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Posted by: edit
Posted on: 2002-10-06 16:20
规范的阻尼比就是阻尼比的意思,
对于单自由度,阻尼比是指结构的粘滞阻尼系数与临界阻尼系数的比值,
多自由度的阻尼比为此概念延伸.
想求alpha,beta的值,可以在给定阻尼比的情况下联立求解两个方程得到.
这个是对的,
不过对于你的这句话:
可是我在ansys的书上看到对一般的问题质量阻尼可以忽略,不知是怎么回事
我是这么理解的,可能是刚度矩阵的大小比质量矩阵大很多倍,
因此,质量阻尼忽略,
但是,另一方面,alpha一般也比bea大很多倍,
因此,我是觉得不应该忽略,  
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Posted by: wangchen2005
Posted on: 2002-10-07 16:06
谢谢edit的指点!
还有一问题,在ansys中用mp,damp,0.02 这样格式定义的阻尼,书上说是材料阻尼,可帮助文件里说0.02是和[K]相乘的,那样用mp定义的是不是瑞丽阻尼的beta呢,谢谢  
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Posted by: lcz
Posted on: 2002-10-13 22:04
疑问同楼上，请回答，谢谢！！  
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Posted by: edit
Posted on: 2002-10-13 23:35
和材料有关的阻尼的允许作为材料性质来指定[MP,DAMP]。但要注意在谱分析[ANTYPE,SPECTR]中的MP,DAMP是指定和材料有关的阻尼比，而不是beta。同样要注意对于多材料单元如solid46,solid65,shell91和shell99,只能对单元整体指定一个beta值，而不能对单元中的每一种材料都指定。在这些情形下，在这些情形下，beta是由单元的材料指针（用MAT命令设置）决定的，而不是由单元实常数MAT指向材料决定的。
上面这些转自ansys瞬态动力分析指南。
我是这么理解的。。
对于材料引起的阻尼，
mp,damp,0.02就是瑞利阻尼的beta
但是在瞬态分析中，mp,damp,0.02是指材料的临界阻尼比为0.02  
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Posted by: bighead325
Posted on: 2002-10-15 12:14
不对吧，从来没有听说过材料的阻尼比，只有结构的阻尼比。
ansys可以指定五种阻尼形式：rayleigh阻尼，和材料相关的阻尼，恒定的阻尼比，振型阻尼和单元阻尼。mp指定的是材料阻尼，在full瞬态分析时可以用rayleigh阻尼，和材料相关的阻尼和单元阻尼。
我的理解是mp在瞬态中指定的是rayleigh阻尼中的beta值，在谱分析中指定的是该种材料结构的阻尼比。  
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Posted by: wzqmxy
Posted on: 2002-12-13 15:12
lcz wrote:
十分感谢二位大侠，但有一点不明白：既然在房屋中常采用滞变阻尼理论，那末在反应谱中，规范中常考虑的是％5的阻尼比，那末这种阻尼是如何加进去的？是否是按照： 瑞雷（Rayleigh）理论进行加入的？如果是这样的话，质量与刚度阻尼的系数分别是多少？？还请高手指点！！！
在反应谱中方法分析中，规范中常考虑的是％5的阻尼比，直接反映在反应谱曲线的数值上；同一地震波对应不同阻尼比可给出不同的反应谱值，你如果用5%阻尼比的，则应取对应5%阻尼比的反应谱曲线。所以并不是通过瑞雷（Rayleigh）理论加入的；瑞雷（Rayleigh）阻尼只有在进行时程分析方法时由于算法需要阻尼矩阵才引入的，瑞雷（Rayleigh）阻尼形式也不是唯一的方法，还有其他一些方式，可参考有关结构动力学的书？  
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Posted by: 土木人
Posted on: 2002-12-14 20:32
正确。Rayleigh阻尼实际上是Caughey阻尼的一个特例，由质量矩阵和刚度矩阵线性组合而成，只要知道结构任意两阶振型阻尼比就可以确定Rayleigh阻尼矩阵。
Rayleigh阻尼属于经典阻尼，构造Rayleigh阻尼矩阵的目的是使结构阻尼矩阵可以利用振型的正交特性进行解耦，从而将多自由度问题转化为单自由度问题进行求解，简化问题。但在高频段，Rayleigh阻尼矩阵的振型阻尼比随频率增大而加大（与实验结果不符合），一般会压低高阶振型对结构反应的贡献，使用时要注意。特别是那些受高阶振型影响较大的结构，如高层建筑、大跨度桥梁等，进行动力响应计算时应特别注意Rayleigh 阻尼的使用。  
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Posted by: lpz
Posted on: 2002-12-14 22:35
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。Alphad阻尼在模型中引入任意大质量时会导致不理想的结果。Beta阻尼和材料阻尼在非线性分析中会导致与实际不相符合的情况，随着非线性的发展，刚度下降导致Beta阻尼或材料阻尼减小，但结构的实际阻尼增大。和材料相关的阻尼被当作材料性质来定义，因此可以解决不同材料阻尼不同的问题。振型阻尼用于对不同的振动模态定义不同的阻尼比。单元阻尼用于有粘性阻尼特征的单元类型。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。  

绿荷雨丝

请教阻尼问题
Posted by: yangshuyan
Posted on: 2004-05-13 17:19
请高手指点！3x!!
晕~发完帖子请仔细检查一下！:(  
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Posted by: yangshuyan
Posted on: 2004-05-17 10:29
请教！3x!!  
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Posted by: yangshuyan
Posted on: 2004-05-17 11:52
这里有关于阻尼的两篇文章，占上来大家共享以下，一篇转自真诚编辑，两一篇忘了从哪下的了，请高手分析一下，我的水平较凹，觉得这两篇文章中说的beta阻尼，（or材料阻尼？）不是一回事，下面是真诚编辑的原话，再请真诚编辑分析一下好吗？谢谢！！
f=c*V'是viscous damping。
而材料阻尼是k=(1+b*j)K
b:材料阻尼系数，j：根号-1。K：无阻尼刚度。
也就是复刚度的概念，物理本质来自于材料内部摩擦耗散等，表现在结构反应不是线性，而是有一个滞回环。
有一个重要特征：viscous阻尼是响应频率的函数，而材料阻尼与频率无关。
因此ANSYS里，材料阻尼用MP命令，和密度，弹模等一起定义。
combin单元的阻尼是dashpot，dashpot是viscous damping。
各阻尼可以相互换算。  
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Posted by: yangshuyan
Posted on: 2004-05-17 11:54
不知道怎么同时粘两个:(  
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Posted by: yangshuyan
Posted on: 2004-05-17 12:27
还有一部分,但是如果材料阻尼就是beta阻尼的话，在Rayw.clough大师的《结构动力》1993年2nd ed英文版中提到stiffness damping matrix is not suitable for use with an MDOF system in which the frequencies of the significant modes span a wide range because the relative amplitudes of the different modes will be seriously distorted by inappropriate damping ratios.
个人理解是因为计算beta阻尼时只用到了第一频率，所以曲解了其他频率的阻尼。这个问题在Ansys中如何解决？请高手分析一下可否？谢谢！！！！！！！！！！  
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Posted by: 真诚
Posted on: 2004-05-19 06:24
材料阻尼和Beta阻尼当然不是一回事。
材料阻尼是所用材料的一种属性，与材料对应的，一般不随结构响应如频率等变化。
因此ANSYS里，材料阻尼用MP命令，和密度，弹模等一起定义。
Beta阻尼是与Alpha阻尼配套的，一个是刚度阻尼，一个是质量阻尼。
clough大师的《结构动力》里那段话以前好像也有读到，应该是如果不要质量阻尼，只要刚度阻尼，那么在宽频结构中会产生一种问题。您可以再仔细读读原书。
如果您的土的阻尼是材料阻尼，您可以直接输入，如果是阻尼比，您可以用一个频率值还算过去，具体哪个频率就取决于您的判断了。或者干脆直接用阻尼比也可以啊。  
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Posted by: diana
Posted on: 2004-05-22 09:34
请问，完全法为什么会将结构阻尼比屏蔽掉，也就是说为什么采用FULL时DMPRAT命令是不起作用的？
多谢！！  
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Posted by: myok
Posted on: 2004-05-22 19:25
真诚 wrote:
材料阻尼和Beta阻尼当然不是一回事。
材料阻尼是所用材料的一种属性，与材料对应的，一般不随结构响应如频率等变化。
因此ANSYS里，材料阻尼用MP命令，和密度，弹模等一起定义。
Beta阻尼是与Alpha阻尼配套的，一个是刚度阻尼，一个是质量阻尼。
clough大师的《结构动力》里那段话以前好像也有读到，应该是如果不要质量阻尼，只要刚度阻尼，那么在宽频结构中会产生一种问题。您可以再仔细读读原书。
如果您的土的阻尼是材料阻尼，您可以直接输入，如果是阻尼比，您可以用一个频率值还算过去，具体哪个频率就取决于您的判断了。或者干脆直接用阻尼比也可以啊。
首先,谢谢真诚老师的指导!
对此,偶的观点是:
Alpha阻尼对高频有效,Beta阻尼对低频有效.两者均是源于系统.
材料阻尼是源于材料变形的耗能机制表现.
至于阻尼比,似乎是源于振性分解法,进行动力时程分析的话,一般用直接积分法,而不用坐标变换法(即振性叠加法或称模态叠加法(此法一般有位移叠加法和加速度叠加法),瑞利里兹法,lanczos法以及后来的各种子空间法).
直接积分法分为显式时间积分和隐式时间积分,
对于在LS-DYNA中有直接的刚度阻尼和质量阻尼(mass damping&stiffness damping),针对一个给定的系统(土-基础-上部结构),在时域内(而非频域内)进行动力分析时,上述两者该如何确定?
另外,ls-dyna中的动力松弛和施加阻尼参数有何关系,以及考虑动力松弛对动力分析的影响机制是怎样的?
偶自己的观点,有误的话欢迎大家批评.
感谢真诚老师给我们上课,^0^,^0^,^0^  
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Posted by: myok
Posted on: 2004-05-23 20:49
更正:
Alpha阻尼对底频有效,Beta阻尼对高频有效!!
不好意思!!  
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回复： 请教阻尼问题
Posted by: yangshuyan
Posted on: 2004-05-24 16:44
非常感谢真诚老师的帮助，我还是觉得不妥，举个例子来说吧，比如用full法作土结相互作用时程分析，由于土结阻尼比不同，我必须用材料阻尼，由模态分析得整个体系的一阶频率为1.2，土的阻尼比为0.2，这时如果用0.2／（3.1416＊OMEGA)计算得材料阻尼为0.05，那这样计算所得的材料阻尼与BETA阻尼到底是什么关系，比如换算公式。
您说的“或者干脆直接用阻尼比也可以啊”，像我这种FULL法计算土结相互作用不能用阻尼比吧，如果可以请指教。再次感谢！！！！！！  
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Posted by: yangshuyan
Posted on: 2004-05-24 20:43
再请问真诚编辑，一般土和结构的材料阻尼取值多少？3X！！！！  
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Posted by: yangshuyan
Posted on: 2004-05-28 10:26
刚刚看plane42单元的帮助，在最后提到：The DAMP material property is not allowed.这句话的意思是不是说此单元不能用mp,damp,XX,来定义材料阻尼呀！我都傻了，不知如何是好，高手指教,3x!!!  

绿荷雨丝

有关谱分析中的阻尼问题？ Copy to clipboard
Posted by: whlfox
Posted on: 2004-01-07 16:38
我用ansys做了一座桥的地震反应谱分析，在sv中将阻尼赋值。可是我变化阻尼后，结果没有变化。难道赋阻尼值还要做其他的工作m吗？请高手指点！  
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Posted by: cheops
Posted on: 2004-01-08 05:19
谱分析就是求频率和振型，从一般的算法上考虑，和阻尼无关。  
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Posted by: whlfox
Posted on: 2004-01-08 11:39
多谢！多谢！！
看来我的补补这方面的课了！：）  
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Posted by: wang_ke
Posted on: 2004-02-29 22:36
我理解sv命令里面的阻尼项是用来区分谱曲线的标志  
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Posted by: fliend
Posted on: 2004-03-02 14:17
我查了一下王光伦95年编的一本结构动力学讲义，
书中给出了利用杜哈梅积分将给定地震加速度作为单自由度系统外荷载进行反应计算的结果（附图），
而谱分析也是建立在这样的理论基础上的，
所以其结果应该会受阻尼的影响吧？
请大侠指点:)。  
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Posted by: hellen1980
Posted on: 2004-03-02 17:12
阻尼对谱分析是有影响的，考虑阻尼后的结果会比不考虑阻尼的小些，而且会出现滞后现象。whlfox，不知你是用什么命令加的阻尼。在谱分析中用MP,DAM加的是恒定阻尼比。  
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Posted by: whlfox
Posted on: 2004-03-02 19:35
多谢大家对次问题的关心。大家多发言，多讨论，多提高！
wang_ke 所述：
“我理解sv命令里面的阻尼项是用来区分谱曲线的标志”
是何含义？请明示。

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Posted by: anova
Posted on: 2004-04-09 11:23
我们知道谱曲线是根据某个特定的加速度作用，某个单质点体系弹性最大反应随质点自振周期变化的曲线。由于结构体系的差别，其阻尼比也是有差别的，因此，针对某类结构做的谱图，它是在一定的结构阻尼比的情况下的结构响应。因此，我觉得阻尼比应该对结构在一定激励下的响应有影响。
至于抗震规范中规定的地震影响系数曲线则是综合考虑了场地类型，地震动强度，结构阻尼比，震级，震中距等对谱曲线的影响按统计分析取综合平均并结合经验判断给予平滑处理作出来的“标准反应谱”。  
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Posted by: tiger1
Posted on: 2004-05-13 23:20
请问哪位兄弟有地震标准反应谱的数据?能上传一份吗?  
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Posted by: lchong
Posted on: 2004-05-14 23:08
就反应谱和谱曲线的概念，我想有必要和大家聊聊，有不当之处，请各位不吝指教；
反应谱和谱曲线是不是两个不同的概念？
首先，反应谱我们应该是由系统振动的时程记录，然后利用FFT，变换到频域空间中，得到结构对施加的外荷载的频率对结构响应的贡献大小的多少，谱值高，贡献就大，如果只是分析其振形和基频的话，那么算法通常是求解如下K×V＝w2×M×V特征值方程得到的，那么是与阻尼无关的；
但是我们知道，系统共振频率是和阻尼有关的，阻尼使共振频率提前，在频谱分析中的得到的曲线中，其基频就可能会提前出现的；
其次，正如anova兄弟所言，谱曲线是“最大反应”随自振周期的变化，而这个最大反应的计算是要靠统计计算才能获得，要考虑各种因素的综合影响的，规范中给出了标准谱曲线；
所以这是两个不同层次的问题，与不与阻尼相关，要看具体的算法实现上的步骤才能得到结论的。
请各位指教，谢谢！  

绿荷雨丝

怎样根据滞回曲线求等效阻尼系数？

Posted by: wanghaiwei Posted on: 2004-02-05 13:39 如题，现在手里有滞回曲线，不知如何求等效阻尼系数？谢谢各位！ 请各位指点迷津！

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回复： 怎样根据滞回曲线求等效阻尼系数？

Posted by: pandahai Posted on: 2004-02-08 23:35 等效粘滞阻尼表示为 Ed/4/3.14/Es 其中Ed为滞回曲线一圈中包含的面积，Es为结构在该滞回曲线中达到的最大的弹性能。（具体详下图） 这种方法是采用能量等效的方法，比较普遍的接受。

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回复： 怎样根据滞回曲线求等效阻尼系数？

Posted by: chihai Posted on: 2004-02-09 04:22 现行建筑抗震规范上也有一些介绍。

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回复： 怎样根据滞回曲线求等效阻尼系数？

Posted by: chihai Posted on: 2004-02-13 15:07 因为耗能器的屈服变形，如果不做实验，这里um是否一定不能通过理论计算得出具体的值？（即使做低周反复试验试验，这里um是否也受到预定的位移控制的影响？）

绿荷雨丝

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Posted by: whlfox
Posted on: 2004-01-07 16:38
我用ansys做了一座桥的地震反应谱分析，在sv中将阻尼赋值。可是我变化阻尼后，结果没有变化。难道赋阻尼值还要做其他的工作m吗？请高手指点！  
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Posted by: cheops
Posted on: 2004-01-08 05:19
谱分析就是求频率和振型，从一般的算法上考虑，和阻尼无关。  
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Posted by: whlfox
Posted on: 2004-01-08 11:39
多谢！多谢！！
看来我的补补这方面的课了！：）  
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Posted by: wang_ke
Posted on: 2004-02-29 22:36
我理解sv命令里面的阻尼项是用来区分谱曲线的标志  
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Posted by: fliend
Posted on: 2004-03-02 14:17
我查了一下王光伦95年编的一本结构动力学讲义，
书中给出了利用杜哈梅积分将给定地震加速度作为单自由度系统外荷载进行反应计算的结果（附图），
而谱分析也是建立在这样的理论基础上的，
所以其结果应该会受阻尼的影响吧？
请大侠指点:)。  
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Posted by: hellen1980
Posted on: 2004-03-02 17:12
阻尼对谱分析是有影响的，考虑阻尼后的结果会比不考虑阻尼的小些，而且会出现滞后现象。whlfox，不知你是用什么命令加的阻尼。在谱分析中用MP,DAM加的是恒定阻尼比。  
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Posted by: whlfox
Posted on: 2004-03-02 19:35
多谢大家对次问题的关心。大家多发言，多讨论，多提高！
wang_ke 所述：
“我理解sv命令里面的阻尼项是用来区分谱曲线的标志”
是何含义？请明示。

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Posted by: anova
Posted on: 2004-04-09 11:23
我们知道谱曲线是根据某个特定的加速度作用，某个单质点体系弹性最大反应随质点自振周期变化的曲线。由于结构体系的差别，其阻尼比也是有差别的，因此，针对某类结构做的谱图，它是在一定的结构阻尼比的情况下的结构响应。因此，我觉得阻尼比应该对结构在一定激励下的响应有影响。
至于抗震规范中规定的地震影响系数曲线则是综合考虑了场地类型，地震动强度，结构阻尼比，震级，震中距等对谱曲线的影响按统计分析取综合平均并结合经验判断给予平滑处理作出来的“标准反应谱”。  
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Posted by: tiger1
Posted on: 2004-05-13 23:20
请问哪位兄弟有地震标准反应谱的数据?能上传一份吗?  
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Posted by: lchong
Posted on: 2004-05-14 23:08
就反应谱和谱曲线的概念，我想有必要和大家聊聊，有不当之处，请各位不吝指教；
反应谱和谱曲线是不是两个不同的概念？
首先，反应谱我们应该是由系统振动的时程记录，然后利用FFT，变换到频域空间中，得到结构对施加的外荷载的频率对结构响应的贡献大小的多少，谱值高，贡献就大，如果只是分析其振形和基频的话，那么算法通常是求解如下K×V＝w2×M×V特征值方程得到的，那么是与阻尼无关的；
但是我们知道，系统共振频率是和阻尼有关的，阻尼使共振频率提前，在频谱分析中的得到的曲线中，其基频就可能会提前出现的；
其次，正如anova兄弟所言，谱曲线是“最大反应”随自振周期的变化，而这个最大反应的计算是要靠统计计算才能获得，要考虑各种因素的综合影响的，规范中给出了标准谱曲线；
所以这是两个不同层次的问题，与不与阻尼相关，要看具体的算法实现上的步骤才能得到结论的。
请各位指教，谢谢！  

绿荷雨丝

阻尼比怎么取,材料,反应谱? Copy to clipboard
Posted by: ecadinumb
Posted on: 2004-01-19 11:08
如果结构中同时存在钢和混凝土,
1.钢和混凝土比例悬殊
2.钢和混凝土相差不多  
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Posted by: WYQ
Posted on: 2004-01-19 11:16
怎么叫“钢和混凝土比例悬殊”？
怎么叫“钢和混凝土相差不多”？  
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回复： 阻尼比怎么取,材料,反应谱? Copy to clipboard
Posted by: pandahai
Posted on: 2004-01-31 15:12
由于结构阻尼的复杂性，很难准确地确定结构阻尼。
研究者用各种各样的阻尼模拟结构行为，如粘滞阻尼、摩擦阻尼、复阻尼等等，但都只是近似的模拟。
实际设计混凝土结构用5%阻尼，钢结构用2%阻尼，对于混合结构如钢骨结构、钢管结构保守起见大都采用2%阻尼，也有取中间值，但一般偏低取值，如地王大厦是钢骨结构，新日铁设计时就采用了2.5%的值。
所以对于你提出的这种混合结构，在设计中可采用2%左右的值，这偏于安全。对于研究，则根据你的情况选用合适的模型和大小来模拟，如有实际结构还可根据你的模型和实测结果来验证大小是否合适。
(这里所说的阻尼是弹性状态下的阻尼，如结构进入弹塑性下的等效阻尼，如pushover方法，则不在以上讨论范围内)  
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Posted by: WYQ
Posted on: 2004-02-01 07:13
对整个结构取一种值较小的阻尼比，对有些情况并不是偏于安全！比如上部建有钢塔的混凝土房屋，此时上部的鞭梢效应放大，用小值等阻尼比就反映不出来。详见九届高层建筑抗震会论文集中滕祥泉文章“混凝土建筑及其顶上钢塔三维动力时程分析 ”  
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Posted by: wxj198260
Posted on: 2005-06-10 11:13
请问：
    我现在在做一座斜拉桥的地震响应分析，该桥为钢结构和混泥土结构的混合结构，主桁架为钢结构，桥面板为正交板和混泥土结合板。那么，在采用反应谱法的时候，整个结构的阻尼比怎么确定啊？请各位大侠多多指点指点，小弟感激不尽。

绿荷雨丝

关于时程分析时，考虑阻尼的疑惑 Copy to clipboard
Posted by: Finland
Posted on: 2004-01-07 16:36
full法时程分析时，ansys只能考虑瑞雷阻尼和材料相关的阻尼
一般考虑瑞雷阻尼，也就是根据规范规定
的结构的振型阻尼比，如混凝土结构取为0.05
计算阻尼系数Alpha和Beta的值！而且Beta的值
直接可以用mp,damp命令输入。
请问同时还需要考虑材料阻尼系数吗，怎么考虑
到底材料阻尼和瑞雷阻尼有没有相关性，还是相互独立的
望各位赐教，谢谢！  
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Posted by: Finland
Posted on: 2004-01-11 14:29
  通过这几天的学习，终于基本搞清楚他们之间的大概关系，是自己概念上的错误。个人理解如下：
  阻尼是结构的动力特性之一，是描述结构在振动过程中某种能量耗散的术语，引起结构能量耗散的因素很多，主要有
  （1）材料阻尼、这是能量耗散的主要原因。（2）周围介质对振动的阻尼。
（3）节点、支座联接处的阻尼（4）通过支座基础散失一部分能量。
  简单说来，阻尼包括材料阻尼和非材料阻尼两个方面。
  瑞雷阻尼是阻尼在数学上的一种实现方法，也成为比例阻尼，正交阻尼，它是多数实用动力分析的首选。
  当然两者之间相互独立的，瑞雷阻尼是阻尼在数学上的一种实现方法，考虑时当然也包括了材料阻尼的影响。
   ansys中可以直接输入材料阻尼，并且允许将β阻尼（瑞雷阻尼）作为材料性质来指定。
     另外需要知道的是ansys中阻尼矩阵的形成是各个部分叠加之和的结果，其中就包括瑞雷阻尼和结构中不同材料的材料阻尼，所以计算时要注意同一种阻尼不能重复计算，如果瑞雷阻尼考虑了材料阻尼的值，则就不能再输入材料阻尼的值。个人理解！望指正  

绿荷雨丝

瑞利阻尼怎样取值  
Posted by: pillipa
Posted on: 2003-12-11 15:25
这个问题好像比较简单,瑞利阻尼中的alpha和bata怎么取值?希望得到指教.  
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Posted by: 绝云气
Posted on: 2003-12-14 19:43
呵呵，我来回答一下吧
其假定是
c＝α*m+β*k
对于n自由度结构，有n个模态，每个模态的阻尼比设为ξ（i）、模态向量为φ（i），则有：
2*ξ（i）*ω（i）＝（α*φ‘（i）*m*φ（i）+β*φ‘（i）*k*φ（i））/(φ‘（i）*m*φ（i）)
即：
2*ξ（i）*ω（i）＝α+β*（ω（i））^2
上式中，
如果已知前两阶模态阻尼比，则可通过解一个二元一次方程组求解α和β
如果，要取多阶模态进行计算，如m阶，则需要采用最小二乘法之类的方法进行拟合了。
另外，在克拉夫的经典的结构动力学书中，还有一种更复杂一些的解法和说明——pp131页（第一版），有兴趣的话，可以看看  
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Posted by: pillipa
Posted on: 2003-12-16 10:03
那么,一般情况下,比如钢结构、混凝土结构中取什么值呢？  
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Posted by: liuqianming
Posted on: 2005-05-03 09:00
  上面是吴老师回复的啊？ 我觉得应该是 前几天你刚给我们讲过
我是你的学生XXX
:P:P:P:P  
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Posted by: dampall
Posted on: 2005-05-07 23:49
pillipa wrote:
那么,一般情况下,比如钢结构、混凝土结构中取什么值呢？
如果是阻尼比取值的话，可以这样：
因为阻尼反映结构的耗能，其性质比较复杂，种类也比较多，所以在工程结构动力分析时，一般用粘性阻尼，取临界阻尼比为0.05（钢筋混泥土结构）、0.02（钢结构）。  

绿荷雨丝

砌体结构的阻尼系数如何确定？ Copy to clipboard
Posted by: pathfinder
Posted on: 2003-07-27 20:26
砌体结构的瑞利阻尼的两个系数该如何确定？  
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Posted by: WLDUT
Posted on: 2003-11-16 23:23
阻尼系数又称阻尼常数。各种阻尼理论中用试验确定的系数。其中用的较多的是粘滞阻尼系数，可用共振测试法测定。阻尼系数是研究结构的动力反映的一个重要参数。
因为砌体结构的抗侧刚度较大，因此砌体结构的自振周期均较短（一般均在0.2S以内），根据建筑结构地震影响曲线（GB50011-2001 P29）知：此时结构的地震作用与阻尼比（阻尼系数）无关，因此一般不考虑砌体结构的阻尼系数。

绿荷雨丝

什么叫结构的内阻尼和外阻尼。 Copy to clipboard
Posted by: podream
Posted on: 2003-09-12 00:55
  对这两个概念不是特别清楚，请高手给个解答。  
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Posted by: springwater
Posted on: 2003-09-12 19:07
结构内阻尼指的是微观结构产生的相互作用，以材料内摩擦为主，材料内摩擦耗能源于振动过程中原子换位所引起的能量损耗。这种阻尼在实际的结构阻尼占的比例很小，不占主导作用。
结构的外阻尼，指由于结构和外部环境（如空气、地基土等）的摩擦相互作用而产生的、结构与填充材料的相互作用产生的、结构内部裂缝之间的干摩擦、结构连接处的干摩擦产生的阻尼等。这种阻尼在结构分析中占主导作用。
这是凭个人的理解写的，有不同意见欢迎讨论。  
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Posted by: podream
Posted on: 2003-09-13 00:42
   有大概量的概念吗？比如内阻尼占多少，外阻尼占多少？
结构的耗能主要是靠内阻尼的吗？  
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Posted by: springwater
Posted on: 2003-09-21 22:23
具体有什么量的概念我还没有看到有关的文献。
不过可以有一些定性的结论，结构的内阻尼相对于结构外阻尼是很小的，这可以从他们的激发原理上来说。
内部阻尼耗能源于振动过程中原子换位所引起的能量损耗，这一过程常称为弛豫，与振动频率是密切相关的，频率太高，原子换位来不及发生，无损耗；而频率太低，弛豫完全能完成，亦无损耗。这种能量损耗的特点表明，这种耗能机制不会是结构的主要耗能部分。
对结构起主导作用应该是外部摩擦损耗，即外部阻尼，混凝土结构的阻尼比大于钢结构的阻尼比也说明了这点，因为混凝土结构比钢结构多出很多的微裂缝甚至裂缝，这种发生在裂缝中的摩擦对结构的振动响应肯定起有益的衰减作用！产生裂缝的结构的阻尼上升也验证了这点。这种情况下的阻尼增大也还有别的原因，如上面帖子中提到的，但这些基本上都是外部阻尼。  
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Posted by: podream
Posted on: 2003-09-21 23:20
  想知道你的关于内阻尼的解释是看的文献吗？还是自己想出来的。因为至今还没有看到这方面的文献。不过，个人觉的，你的关于内阻尼的理论是很好的。原子的摩擦耗能应该问物理系的人吧，呵呵。
  关于外部阻尼，你说的混凝土的裂缝，裂缝有内部微裂缝和外部受力裂缝，内部裂缝的摩擦，还是应该归成内阻尼吧。外阻尼是否还应有与风等其他外部作用形成的阻尼？  
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Posted by: springwater
Posted on: 2003-09-21 23:55
我忘了具体在哪些文献上查的，好久了。你可以去维普或者万方上搜一下这类的文章还是挺多的！
至于原子的摩擦耗能我记得是从文献上看来的，感觉很有道理，也就随了这种理论^_^
我觉得内阻尼和外阻尼是在微观上来考虑的，这样的话，那裂缝产生的阻尼应该算作结构的外部阻尼。（不过这种分类感觉只是概念上理解，个人觉得是无所谓的，重要的是理解阻尼是如何来得，我觉得这是根本）
结构由于空气产生的阻尼在总阻尼中的比例是很小的，有文献说约占总阻尼的1％。另外说明一下风是不会产生阻尼的，那是风荷载。  
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Posted by: 土木人
Posted on: 2003-09-22 01:52
podream wrote:
外阻尼是否还应有与风等其他外部作用形成的阻尼？

阻尼是材料自身的特性，应该与环境作用没有任何关系！所以风荷载不应产生阻尼。阻尼的发生本是一种微观机制，阻尼理论试图用一种宏观方法描述阻尼这种微观机制，只能从平均的意义上大致说明阻尼的特性，所以无论何种阻尼理论都不会十分准确。  
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springwater：可否解释一下 Copy to clipboard
Posted by: china-man
Posted on: 2003-09-28 23:09
您在前面提到：“。。。与振动频率是密切相关的，频率太高，原子换位来不及发生。。。”
是什么？频率会那么高，原子都跟不上它？
从原子的角度分析结构，真是太复杂，太“科学”了，我得去学学！  
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Posted by: springwater
Posted on: 2003-09-29 17:58
说到阻尼的耗能机制，描述起来是一件很复杂的事情，它的内阻尼部分我觉得是一种微观的耗能机制，需要用微观的理论来揭示其耗能机制。于是引用了上面的驰豫的理论。这点属于分子材料力学范畴，这方面我也是个新手，有不对的提出来，大家可以通过讨论共同提高。
阻尼归根揭底是一种动力耗能机制，既然是耗能机制我觉得凡是能够减缓结构动力响应的原因（姑且称作原因吧）都可以看作结构阻尼耗能的范畴。考虑结构与土的相互作用、结构与空气的相互作用，在耗能这一领域，可以理解成阻尼的耗能。只是结构在空气中的耗能占总耗能的比例很小，计算分析是不用考虑的。另外结构的填充附属部分参与耗能也说明了这点。  
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Posted by: 似水年华
Posted on: 2003-10-07 10:46
         在瞬态分析中，要使用阻尼，对结构而言，不知属于内阻尼还是阻阻尼，如何确定一个结构的阻尼，比如张弦结构应该去多少  
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Posted by: WYQ
Posted on: 2003-10-07 15:58
原则上讲是要对大量此类结构进行实测确定，无此条件或无法做到时只能参照类似结构估计。  
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推荐几篇关于阻尼方面的文献 Copy to clipboard
Posted by: aseismic
Posted on: 2003-10-08 20:17
曾经下过一些阻尼方面的文章，觉得以下几篇可以看看（第一篇见附件）
1.杨志勇，李桂青，瞿伟廉. 结构阻尼的发展及其研究近况，武汉工业大学学报，2000，Vol.22，No.3
2.黄宗明，白绍良，赖明，结构她震反应时程分析中的阻尼问题评述.地震工程与工程振动.1996，Vol.16,No.2
3.黄宗明，白绍良，赖明，结构她震反应时程分析中的阻尼研究，土木工程学报，1998，Vol.31，No.2
4.董军等，结构动力分析阻尼模型研究，世界地震工程，2000，Vol.16，No.4  
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Posted by: oldgun
Posted on: 2003-10-19 22:35
内外阻尼的概念还是第一次听说，我觉得李桂青的一篇论文里讲得比较简明，
杨志勇，李桂青，瞿伟廉. 结构阻尼的发展及其研究近况

绿荷雨丝

阻尼的实质及表达 Copy to clipboard
Posted by: springwater
Posted on: 2003-07-21 19:58
最近看文献总结一点，大家共享^_^
阻尼是反映结构体系振动过程中能量耗散特征的参数。实际结构振动时耗能是多方面的，具体型式相当复杂。而且耗能不象构件尺寸、结构质量、刚度等有明确的、直接的测量手段和相应的分析方法，使得阻尼问题难以采用精细的理论分析方法，而主要是采用宏观总体表达的方法。结构振动时耗能因素较多，但影响程度有所不问。一般认为振动过程中耗能因素有如下几方面：(1)结构材料内摩擦；(2)连接处干摩擦；(3)空气阻尼；4)地基土内摩擦； (5)地基中波的辐射耗能。当结构体系进入弹塑性状态时，构件的塑性耗能将远大于上述各项耗能，一般分析中不将塑性耗能纳入阻尼耗能，而是单独加以表达，地基土产生塑性变形时亦将耗散较多的机械能，是否作为阻尼考虑则视情况不同而定。对于大多数建筑结构而言，阻尼以考虑上部阻尼为主(偏于保守)。
目前公认的结沦是，以上部结构为主的结构体系具有在相当宽的频率范围内振型阻尼比不变的特征。而地下结构以及动力机器的大块式基础等的阻尼比则随频率的增加而增加，符合粘滞阻尼规律。根据这一结论，目前一般考虑的上部结构阻尼耗能因素中遗漏了一个重要方面，那就是填充墙围护部分内部耗能及其与主体间的摩擦耗能。笔者认为，上部结构阻尼耗能中，干摩擦耗既是最主要的部分，因为空气阻尼耗能只占总阻尼耗能的很小部分，一般为总阻尼的1％左右，显然可不考虑。如果以材料内摩擦为主，由材料科学研究可知，材料内摩擦耗能源于振动过程中原子换位所引起的能量损耗，这一过程常称为弛豫，与振动频率是密切相关的。频率太高，原子换位来不及发生，无损耗；而频率太低，弛豫完全能完成，亦无损耗。只有与弛豫过程有适当配合的应力频率，才会发生最大的内耗。内摩擦耗能的特性说明，上部结构中材料内摩擦耗能不是阻尼耗能的主要部分。上部结构中阻尼耗能以于摩擦耗能为主，因此必然得出振动一周耗能与频率无关但与最大位移有关的结论．而这正是公认的上部结构阻尼实验和实测的结论。即使是考虑钢筋混凝土构件开裂后裂缝面相互运动导致阻尼提高，其实质显然也是于摩擦，而非材料内摩擦。材料内摩擦是微观意义上的摩擦，而裂缝后混凝土构件内的摩擦是宏观意义上的摩擦，应届于干摩擦。
    根据上述分析，目前一般采用的动力分析模型是不可能细致表达阻尼特征的。因为一般结构分析总是着限于主要的结构构件，而将填充围护等附属部分作为质量、荷载考虑，但实际振动过程中，阻尼耗能恰恰主要发生于这些附属部分内部及其与主体构件间的摩擦，一般的阻尼研究和实验往往也忽略了附属部分的影响，因而结论不尽合理。  
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回复： 阻尼的实质及表达 Copy to clipboard
Posted by: springwater
Posted on: 2003-07-21 19:58
上部结构阻尼的实质是以连接及附属部分内部及其与主体结构间于摩擦耗能为主的耗能机制．阻尼耗能显然应与质量(反映附属部分大小)和刚度(反映位移大小)有关(于摩擦的摩擦系数则应与质量和刚度均有关)。
明确了阻尼的实质，还需要寻求合理的表达方法。经过近百年的研究，已经提出了各种各样的阻尼表达方法，主要分为两大类：粘滞阻尼和滞回阻尼(复阻尼)。粘滞阻尼假定阻尼力与速度成正比，无论对简谐振动还是非振动得到的振动方程均是线性方程，不仅求解方便，而且能够方便地表达阻尼对频率、共振等的影响，是应用最为广泛的阻尼模型，通过将阻尼系数与结构体系的质量、刚度相联系，可以方便地构造出具体的阻尼系数，是目前最常用的阻尼表达方法。滞回阻尼假定应力应变间存在一相位差，从而振动一周有耗能发生。已经提出了各种各样的滞回阻尼模型，其特点是可以得到不随频率改变的振型阻尼比，因而一般认为能较好地反映上部结构阻尼。但该模型在理论上只适用于简谐振动或有限频段内的振动分析，多年来不少学者试图将其推广应用更一般的动力响应，即推广为无限宽频带上的定常阻尼力，都遇到了有悖于物理事实的困难。按照本文对阻尼实质的分析，滞回阻尼模型显然不够合理，不能考虑附属部分耗能影响。同时滞回阻尼将导致复数形式的刚度(所以这种阻尼又称复阻尼)，这对于一般时程分析而言，计算将比较复杂，因而复阻尼实际应用并不多。  
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Posted by: wxj198260
Posted on: 2005-05-14 16:14
哥们，能不能这方面的一些文献传来看看啊，小弟也急需这方面的资料啊  
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Posted by: fanlixixi
Posted on: 2005-06-04 10:48
我认为阻尼的实质是：
在基于状态的动力平衡方程中，为反映能量耗散（即无序能）而引入的数学概念。  

绿荷雨丝

非线性的阻尼问题 Copy to clipboard
Posted by: haibojiang
Posted on: 2003-05-23 11:45
因为我现在在帮一位老前辈编一抗震规范，
我在计算一个桥梁隔震模型的时程分析中，用combination39单元来模拟铅芯支座，但对于阻尼比的值很难确定。因为模型是线性和非线性的组合。当模型处于线性时，对应这时的刚度矩阵Beta的值为一常数，而当处于非线性时期，对应的Beta 值应改变，请问真诚兄和各位高手，Beta 的值如何控制和设定。
我看了HELP中的说明，没有明确的方法。下面是HELP中的原话：
Beta damping and material damping can lead to undesirable results in a nonlinear analysis. These damping coefficients are multiplied by the stiffness matrix, which is constantly changing in a nonlinear analysis. The resulting change in damping can sometimes be opposite to the actual change in damping that can occur in physical structures. For example, whereas physical systems that experience softening due to plastic response will usually experience a corresponding increase in damping, an ANSYS model that has beta damping will experience a decrease in damping as plastic softening response develops.
谢谢!  
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Posted by: kangkang
Posted on: 2003-06-02 12:20
我觉得应该具体研究进入塑性阶段后的阻尼产生的机理吧。
因为这是从Help文件的说明可以看出来Belta系数已经不能反应真实
的情况了，所以应该调整阻尼的设定方法了。  
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Posted by: 真诚
Posted on: 2003-06-02 14:10
1）BETA阻尼是作用于全结构的，所以你不能使用BETA阻尼来模拟你的LRB阻尼。
2）LRB阻尼本质上是材料阻尼，你可以用ANSYS的材料阻尼系数来在你的支座材料里定义。
3）但是你的LRB阻尼是等效阻尼值，又是与位移大小有关的，位移大则滞回环逾丰满，相应阻尼也大。我的观点：你要做线性分析的话你就得事先假定一个支座位移出来，如果计算出的位移与其不相等，则修改假定的位移再迭代直到两者相等为止。
4）如同KANGKANG所说的，可以建立更精确的模型做非线行分析。对LRB，多线性模型可以用非线性弹簧再附加阻尼器，双线性模型还可以用摩擦接触来模拟。
关于各种阻尼模型，及滞回式本构的模拟请参考以前的贴子。  
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Posted by: haibojiang
Posted on: 2003-06-02 18:33
谢谢真诚兄，我想也是这样，在单元中设阻尼。
我有些不清楚的地方是，我已模拟了支座的非线性的滞回性质，是不是这就已经考虑了支座的滞回阻尼性质，不用再设它的阻尼吧？如果还要设定的话，这个数值我还真不知是多少呀？  
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Posted by: mrhulu
Posted on: 2003-06-03 17:35
我有些不清楚的地方是，我已模拟了支座的非线性的滞回性质，是不是这就已经考虑了支座的滞回阻尼性质，不用再设它的阻尼吧？如果还要设定的话，这个数值我还真不知是多少呀？
说得没错，最好不要再给其他阻尼形式了，不然程序将各种阻尼相加就可能不是你希望的结果了。  

绿荷雨丝

有谁知道---木材的阻尼比 Copy to clipboard
Posted by: rong
Posted on: 2003-04-24 21:14
我需要木材的阻尼比,用于Rayligh阻尼矩阵,动力分析
谢谢  
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Posted by: woodbridge
Posted on: 2003-04-24 23:00
北美有座木桥的实测阻尼比是0.025
但是：
Anil K. Chopra Dynamics of Structures: Theory and Applications of Earthquake Engineering Prentice Hall, 1996.
Recommended Damping Values
Working Stress Level (1/2 yield point)
Type of Structure Damping Ratio (%)
Welded steel
Prestressed concrete
Well reinforced concrete (slight cracking)
2-3
Reinforced concrete with considerable cracking
3-5
Bolted or riveted steel
Timber
5-7
At or just below yield point
Welded steel
Prestressed concrete (without loss of prestress)
5-7
Reinforced concrete
7-10
Bolted or riveted steel
Bolted timber
10-15
Nailed timber
15-20
所以，你可根据你的例子来选取。  
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Posted by: aseismic
Posted on: 2003-07-10 20:48
首先我认为阻尼比是结构的特性，而不是材料的特性；对于不同的结构，采用的材料一样，但其阻尼比却可能不同；
例如，据前段时间我所做的动测实验，对泉州开元寺大雄宝殿的动测结果表明，其第一振型阻尼比为0.0554，而崇福寺大殿的阻尼比为 0.036。  

绿荷雨丝

以上转自钢结构，希望对大家有用处
阻尼一直是理论分析中非常难处理的问题，希望大家能把这个问题在深入的讨论下去

yejet

好贴，不过这样直接转过来有点乱，要是整理一下就好了