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[振动] abaqus直接积分与振型叠加动力分析对比中的困惑(已解决)

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发表于 2011-7-13 23:41:32 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 上海
本帖最后由 joy2000 于 2011-7-15 16:24 编辑

abaqus直接积分与振型叠加动力分析对比中的困惑

大家好!本人最近在学习abaqus的使用,建立了简单的双柱(桩)模型,输入Elcent_h加速度时程,通过与midas模型的对比,验证自己使用abaqus是否正确。

问题简言之:abaqus有阻尼直接积分结果与振型叠加动力分析结果不符,而后者与midas模型中直接积分和振型叠加动力分析结果相符,因而怀疑自己在abaqus阻尼设置中有不当之处,恳请各位指导和帮助。

以下详述:
建立双柱(桩)简单模型,桩径2.0m,桩高30m,上端采用刚臂连接两桩顶,在承台中心设置集中质量模拟承台的影响(仅设置平动质量),模型和节点号码如图model_abaqus.jpg和model_midas.jpg
   

模型在桩底采取嵌固约束,为地震加速度输入位置。分别采用abaqus和midas进行振型叠加时程分析和直接积分时程分析。对比指标为左侧桩顶107节点与桩底的相对位移。

I. 无阻尼
如图U1_107_相对地面_无阻尼.jpg所示,在不设置阻尼的情况下,abaqus直接积分、振型叠加和midas振型叠加结果符合较好。


该试验同时用于了解abaqus中BASELINE CORRECTION的效果,此处模型中未设置该基线修正,提取桩底绝对位移时程,与midas结果和SeismoSignal对加速度直接2次积分结果相符。因而后续输入不作基线修正。图“基底位移.jpg”为3者结果对比。


II.阻尼比0.05
1. 对比结果可见:midas振型叠加、直接积分与abaqus振型叠加结果相符;而abaqus直接积分与上述不符,幅值明显偏大。如图“U1_107_相对地面_阻尼比0.05.jpg”所示。


2. abaqus和midas振型叠加时程分析中,均取前10阶振型,振型阻尼比0.05。

3. 直接积分采用Rayleigh阻尼,f1=0.9741, f2=6.8771 and ζ1=ζ2=0.05,由此得到
   α=0.5361, β=0.002027
   上述频率来自abaqus振型分析,midas中亦按此设置。由于midas所得自振特性与abaqus基本相同,因而采用abaqus所得频率亦可。

4. 采用Rayleigh阻尼,midas所得结果与振型叠加(10个振型) 相符,说明前2阶振型可用于计算Rayleigh阻尼,其反应贡献已充足,瑞利阻尼对其它振型反应的放大或削弱对总体影响不大。

上述可见,问题可能出在abaqus的材料阻尼设置中,我也在查找其原因,有可能是一个很简单的设置上的差错,恳请大家不吝帮助。

附件解释如下:
piles_B21_B23.inp,abaqus所用input文件
Elcent_h.acc,     上述inp文件外链地震加速度时程数据,单位g
piles vs abaqus.mct, midas模型文本文件,为防止版本间兼容问题,提供mct文件
Elcent_h for signal.dat, SeismoSignal文件,Elcent_h时程
位移对比.rar    包含“位移对比.xls”,为详细结果以及对比说明。

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 楼主| 发表于 2011-7-14 16:32:16 | 显示全部楼层 来自 上海
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略作修正,在Rayleigh阻尼的系数求解中所用前2阶振型频率 f1=0.9741, f2=6.8771是由先前采用B22单元建立的模型中得到的,1楼所用B21单元模型相应频率如下:
f1=0.97775, f2=6.9954,由此算得系数:
α=0.5390, β=0.001996
1楼相应系数:
α=0.5361, β=0.002027
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 楼主| 发表于 2011-7-15 16:30:39 | 显示全部楼层 来自 上海
通过多项对比查找,已基本锁定问题出在集中点质量*MASS未设置阻尼比例系数ALPHA,在针对B23模型设定ALPHA=0.539358052后,前述相对位移与振型叠加以及midas计算结果基本符合。



由此,abaqus对Rayleigh阻尼的指定是在材料模块中进行的,且所指定的α和β值并非直接对整体质量和刚度矩阵作乘,点质量的α值须单独指定。

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发表于 2017-11-8 20:55:40 | 显示全部楼层 来自 河南平顶山
楼主我也遇到这样的问题,你说需要在“点质量的α值须单独指定”是什么意思啊?
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