3.2.3. Постоянный глобальный коэффициент демпфирования
Постоянный глобальный коэффициент демпфирования - это самый простой способ определения демпфирования в структуре материала. Он представляет собой отношение фактического демпфирования к критическому демпфированию и указывается в виде десятичного числа с помощью команды DMPRAT. DMPRAT доступен только для спектрального, гармонического и модового суперпозиционного динамического анализа переходных процессов. Используется MP, DMPR для определения коэффициента демпфирования, зависящего от материала.
Структурное демпфирование позволяет учесть гистерезисное поведение из-за внутреннего трения материала, задав коэффициент в матрице жесткости. В этом типе демпфирования демпфирующая сила пропорциональна смещению, а не скорости, как в других вариантах демпфирования. Поддерживаются как постоянное структурное демпфирование ( DMPSTR ), так и зависимое от материала структурное демпфирование ( MP , DMPR).
Модальное демпфирование
Оно вводится командой MDAMP и дает нам возможность задавать различные значения степени демпфирования для разных мод колебаний. Команда MDAMP применима только в спектральном анализе и в анализах методом суперпозиции мод (переходный динамический и гармонический анализ).
3.2.6. Демпфирование вязкоупругого материала
Вязкоупругие материалы характеризуются сочетанием упругого поведения, которое накапливает энергию во время деформации, и вязкого поведения, которое рассеивает энергию во время деформации.
Упругое поведение не зависит от скорости и представляет собой восстанавливаемую деформацию, вызванную механической нагрузкой. Вязкое поведение зависит от скорости и представляет собой диссипативные механизмы внутри материала.
Широкий спектр материалов (таких как полимеры, стекловидные материалы, почвы, биологические ткани и текстиль) проявляют вязкоупругие свойства.
Вязкоупругие материалы имеют комплексный модуль упругости в гармонической области, зависящий от частоты. Мнимая составляющая комплексного модуля, также называемая модулем потерь, приводит к матрице демпфирования материала, которая добавляется к любым другим формам демпфирования, определенным в анализе.
На следующем рисунке показано одномерное представление обобщенного твердого тела Максвелла. Он состоит из пружинного элемента, соединенного параллельно с рядом пружинных элементов и демпферных элементов Максвелла.
Рисунок 3. Обобщенное твердое тело Максвелла в одном измерении
Жесткость пружины равна µi, вязкость демпферов равна ηi , а время релаксации определяется как отношение вязкости к жесткости, .
В трех измерениях конститутивная модель для обобщенной модели Максвелла определяется следующим образом:
(37)
– напряжение Коши
, – девиаторная и объёмная деформации соответственно
– прошедшее время
(t) и K(t) – модули сдвига и объёмной релаксации ряда Прони соответственно^
(38)
где
G0, K0 – модули релаксации при t = 0
nG, nK = количество серий Прони
αiG, αiK = относительные модули
τiG, τiK = времена релаксации
Для использования в дополнительной процедуре конечных элементов решение () при t1 = t0 + Δt:
(39)
(40)
где и – девиаторная составляющая и составляющая гидростатического давления соответственно, напряжения Коши для каждого элемента Максвелла.
Модель требует ввода параметров в () и () . Модули релаксации при t = 0 получают из параметров упругости, вводимых с помощью команды MP или из таблицы эластичных данных ( TB , ELASTIC ). Относительные модули ряда Прони и времена релаксации вводятся через таблицу данных Прони ( TB , PRONY ), и отдельные таблицы данных необходимы для определения параметров Прони в объеме и сдвиге.
Достарыңызбен бөлісу: |