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【结构设计专题】midasGen时程分析参数说明(三)

转自:结构设计-公众号2019-02-26

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阻尼


阻尼矩阵的生成方法比较多样,程序目前提供的组尼计算方法如下:

(1) 振型阻尼

(2) 质量和刚度因子法(一般称为瑞利阻尼法)

(3) 应变能因子法

其中分析方法选项中选择“振型叠加法”时将不必构成结构总体阻尼矩阵,按各振型进行求解方程;在分析方法选项中选择“直接积分法”时,将构成结构的总体阻尼矩阵。

振型阻尼:直接输入各振型的阻尼,所有振型也可以采用相同的阻尼。(多用于线性分析)

质量和刚度因子法(瑞利阻尼):[C]=a0*[M]+a1*[K],程序中可直接输入a0和a1,也可以通过输入两个自振频率的阻尼比来计算a0和a1,计算公式如下:



工程上一般在确定a0和a1时使用的阻尼比相等,但要注意的是两个自振频率的取值。确定瑞利阻尼的原则是: 选择的两个用于确定常数a0和a1的频率点和要覆盖结构分析中感兴趣的频段。感兴趣的频率的确定要根据作用于结构上的外荷载的频率成分和结构的动力特性综合考虑。简单地采用前两阶自振频率来确定常数的方法应纠正。(绝大多数情况下都是用前两阶)

应变能因子法:只有定义了组阻尼时才起作用。根据用户定义的组阻尼程序会计算各振型对应的阻尼比。(实际用的很少)


时间积分参数


直接积分法又叫时域逐步积分法,是解动力方程的一种方法。直接积分法中常用的数值分析方法类型如下:

(1) 中心差分法

(2) 平均常加速度法

(3) 线性加速度法

(4) Newmark-β法(Gen)

(5) Wilson-θ法



逐步积分法按是否需要联立求解耦联方程组又分为隐式方法和显式方法,其中上述方法中除了中心差分法属于显式方法外,其余属于隐式方法。目前MIDAS程序中提供的直接积分法为Newmark-法。

根据Newmark-法中的和的取值不同,对应的逐步积分法不同。



当选择直接积分法时(特别是用户自行输入Newmark时间积分参数时),要慎重选择时间步长、参数和,因为这将影响到分析的精度和稳定性。(暗示多数情况下按默认就行了)


更新阻尼矩阵


该选项只有同时选择下列选项时才会被激活。

“分析类型”:选择“非线性”

“分析方法”:选择“直接积分法”

“阻尼计算方法”: 选择“质量和刚度因子”法

程序默认选项为“否”,即不更新阻尼矩阵,是为了使非线性分析更容易收敛。(勾选是,运算量可能会量级增加

一般其他程序当分析过程不收敛时将退出分析。但是有时用户需要看前面已经收敛步骤地结果,所以本程序增加了该选项,即使分析过程中不收敛也让分析继续进行下去。(说白了就是即便不收敛程序还是会在不收敛结果的基础上继续进行积分计算)


转自:结构设计-公众号

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