patran瞬态分析时阻尼系数设置

阻尼系数相关概念可以参考“MSC.Nastran动力学培训教程”第六章。

等效粘性阻尼系数与结构阻尼系数的关系如公式1所示。

b=gk/w（1）

其中b表示等效的粘性阻尼系数，g表示结构阻尼，w表示频率，k表示系统的刚度，由公式可知在不同的频率等效的粘性阻尼系数是不同的。

瞬态响应分析时，系统的阻尼系数均要等效为粘性阻尼系数后进行计算，等效的粘性阻尼系数由公式（1）计算得到，阻尼系数设置界面如图1所示，其中Stuct.Damping Coeff.对应整体结构阻尼系数，即公式（1）中的g，W3.Damping Factor表示转换整体结构阻尼系数为等效粘性阻尼系数，对应公式（1）中的，W4.Damping Factor表示转换单元结构阻尼为等效的粘性阻尼，也对应公式（1）中的。

工具/原料

patran

方法/步骤

1

为了验证上面的设置方法，建立了一个单自由度系统，其主要结构参数如表（1）所示，有限元模型如图2所示，在系统的顶部施加z方向的正弦激励，其中F=sin(2πt）

弹簧刚度10106N/m

质量块质量16kg

固有频率4Hz
2

过设置整体结构阻尼系数分别计算了无阻尼、等效粘性阻尼系数为10.106 N.s/m（此时Stuct.Damping Coeff.设置为1，W3.Damping Facto设置为1000）和101.06 N.s/m（此时Stuct.Damping Coeff.设置为1，W3.Damping Facto设置为100）时的瞬态响应，瞬态响应结果如图所示。
3

通过设置弹簧单元阻尼系数分别计算了等效粘性阻尼系数为10.106 N.s/m（此时弹簧单元属性定义对话框里的Damping Coefficient.设置为1，W4.Damping Facto设置为1000）和101.06 N.s/m（此时弹簧单元属性定义对话框里的Damping Coefficient.设置为1，W4.Damping Facto设置为100）时的瞬态响应，瞬态响应结果如图6、7所示。
4

通过设置damp单元粘性阻尼系数分别计算了10.106N.s/m(注意单位的换算)和101.06 N.s/m时的瞬态响应，瞬态响应结果如图8、9所示。

END