一个系统的阻尼与什么有关？

lichunyang

是不是边界条件不同，阻尼就不同？为什么各阶固有频率的阻尼也不同？

happyman

阻尼是材料本身的固有属性，和边界条件没有关系的。
BTW，阻尼的问题是一个复杂的问题，大家就这个问题发表一下见解吧，言之有理的将会有积分的奖励哦。

lichunyang

那各阶固有频率的阻尼是什么意思？为什么模态试验得出的各阶固有频率的阻尼不一样？

zzgrnr

一般说来，结构的阻尼只和结构的材料特性有关，阻尼实际上就是材料耗能的能力。

结构的固有频率和结构的边界条件有关，由于一般在进行结构的动力学分析时，假设结构的阻尼矩阵是质量矩阵和刚度矩阵的线性组合，而所求得的模态阻尼是将结构解藕以后的模态阻尼，其与结构的质量矩阵进和刚度矩阵有关，因此，反映在结构的阻尼和结构的边界有关。

不知说清楚了没有。要求版主加分：）

有道理，加分鼓励一下。

happyman

其实，对模态分析有了进一步的了解后，大家就会发现模态分析里的阻尼是“人造”的阻尼，为了分析的方便而构成了一种所谓的比例阻尼。阻尼的问题是一个还远未得到解决的问题^_^

lichunyang

也就是说阻尼与边界条件是没有关系的，怎么安装阻尼都是一样的，只是模态阻尼由于质量矩阵和刚度矩阵的变化，所以才产生不同边界条件有所不同。
那么请问，根据模态试验所得出的阻尼，怎么计算实际结构的阻尼，以及此阻尼到底是系统的结构阻尼还是粘性阻尼，还是临界阻尼？

lichunyang

进行有限元分析的时候，阻尼的选取有什么标准？一般用什么方法得出系统的阻尼？
我是想利用模态试验得到模态阻尼，但是不知道怎么利用这个模态阻尼计算系统的结构阻尼、粘性阻尼以及临界阻尼？不知道模态试验所得到的阻尼与这三个阻尼有什么关系？

lichunyang

我的理解是，模态试验得出的阻尼是各阶固有频率处所对应的临界阻尼，它也等于结构阻尼的一半，不知道是否正确？

cuixt

以前学过一点，仅仅是皮毛，请批判接受我的观点。

阻尼是系统的固有特性，而不仅仅可以认为是材料的特性，对于一个振动系统，我们定义所有消耗系统机械能的因素都为阻尼。例如：空气等流体对于速度的衰减；材料本身内摩擦将机械能转化为热能；装配体中两个相连的零件的摩擦和相互剪切（例如螺栓链接处我们认为有阻尼）等。

一般把阻尼分为3类：外（环境）阻尼，材料阻尼，滑移阻尼。
材料阻尼和滑移阻尼统称为结构阻尼
（1）外阻尼：周围的流体介质、或固体外界环境引起的阻尼。随着速度增加，流体阻尼不再是速度的线性函数。干摩擦也是常见的非线性阻尼
（2）材料阻尼：系统内部的材料的内摩擦阻尼称为材料阻尼
（3）滑移阻尼：结构由于衬垫、铆接或螺栓连接时候，各个部件之间由于界面相对滑动或表面层的剪切效应产生的阻尼。
“材料阻尼”可以表现为宏观上进入塑性状态，因而加载和卸载不再按同一个曲线进 行。另外即使应力水平很低，应力应变关系仍然服从虎克定律，但是振动过程中以一 定的频率加载、卸载时候，由于内摩擦阻尼的存在，因而形成滞回曲线。
“滑移阻尼”是更为复杂的问题，它与结构构造、工艺条件、使用情况等很多复杂因素有关。从理论上讲，对于界面上压力为零时候，不产生阻尼；当压力很大时候，也不产生相对滑移，因而也不产生阻尼；当压力处于两者之间某处，产生最大的界面阻尼

一般的，真实的阻尼有线性阻尼和非线性阻尼。例如，当物体速度较慢，受到空气等粘性流体衰减时候，我们认为是线性的；而对于例如摩擦等，认为是非线性的。为了工程的应用，一种通常使用的手段就是把非线性来线性化。
所以我们在一般工程计算中，看到的和用到的阻尼大都是线性的。
线性化的基本思路就是：系统线性化阻尼系数和实际的非线性阻尼系数在一个周期内消耗的能量相等。基于这个思路，我们就可以大胆和正确的使用线性阻尼来进行计算。

cuixt

动力机械的结构阻尼一般采用瑞里近似阻尼公式：
                           c=a[k]+b[m]
表示，以刚度矩阵和质量矩阵的线性组合表示阻尼矩阵。

系数一般用附件中公式求解

cuixt

参考文献：
机械类的，《机械振动》，推荐郑兆昌老师的书
土木结构类的《结构动力学》
simwe论坛中，ansys版中也有一些关于有限元计算中，阻尼的处理，自己搜一下。

内燃机博士

lichunyang wrote:
也就是说阻尼与边界条件是没有关系的，怎么安装阻尼都是一样的，只是模态阻尼由于质量矩阵和刚度矩阵的变化，所以才产生不同边界条件有所不同。
那么请问，根据模态试验所得出的阻尼，怎么计算实际结构的阻尼，以及此阻尼到底是系统的结构阻尼还是粘性阻尼，还是临界阻尼？

不是的，对于刚体振动的阻尼与边界条件有关的，弹性模态的阻尼与边界条件无关

kevinsuper

damping is characteristic of a system, not relative to boundary condition or initial conditon something like this. Experimentally, we estimate the FRF(Frequency Response Function) from Input and Output Force in Frequency Domain and then compute mass, stiffness, damping in the S-Plane(Lapace Domain), so i don't think anything will make sense for damping itself, again !damping is a property of system !!!

chengzhiqin

阻尼一般只和材料本身有关，可以用自由衰减法，半功率带宽法，幅相曲线法来测材料的阻尼

chengzhiqin

阻尼一般只和材料本身有关，可以用自由衰减法，半功率带宽法，幅相曲线法来测材料的阻尼

sunhaolan

材料的阻尼到现在为止都是一直没有完全认识清楚的东西。
阻尼的含义也有多种，在不同的范畴其含义也不一样。
比如在ansys软件中，阻尼就分为几种方式：
材料阻尼、结构阻尼、模态阻尼。
尽管几者内部是有联系的，但应用场合和代表的含义不同。
其中材料阻尼当然是本质，是不随任何外界变化的。
但是模态阻尼和结构阻尼，即使是同一种材料，对于不同结构、边界、频率等外界因素是不同的，可以认为他们是现象表征。