进行结构设计时，特别需要关注会暴露在地震或风致振动风险下的区域。一般会在结构布局中加入粘弹性结构阻尼器来限制应变，降低建筑物在此类激励下的崩塌风险。
振动对结构的影响
当结构发生振动时，结构组件将经历应力和应变，在结构固有频率的激励下，这些应力及应变还将进一步放大。除了可能会给结构本身造成破坏外，这类振动还将影响建筑物中的住户，给他们带来不便。
在地震和风致振动的较少或频发区域进行建筑设计时，都必须考虑这些影响。目前已证实可以通过阻尼来有效减少此类振动，维持建筑结构的寿命，特别是对较高的建筑和桥梁而言。
模拟粘弹性结构阻尼器
您知道可以借助 COMSOL Multiphysics 模拟粘弹性结构阻尼器吗？我们开发了一个教程模型帮您快速开始此类建模。您可以在我们的案例下载页面或结构力学模块的模型库中下载粘弹性阻尼器模型。
频率响应分析
模型首先分析了粘弹性结构阻尼器的频率响应。阻尼器内包含两层粘弹性材料，安装在两个钢制固定件之间。
图片中用深灰色突出显示了这两层粘弹性材料，钢制固定件为浅灰色。
其中，两个固定件将承受周期性的力，频率范围是 0-5 Hz。同时，一个固定件将保持固定。下图显示了阻尼器在 5 Hz 频率下的位移。第二幅图突出显示了施加频率与存储及损耗模量之间的关系，即材料粘弹性属性的表征。
5 Hz 频率下的位移。
存储（蓝线） 及损耗模量（绿线）。
瞬态分析
接下来，我们可以通过瞬态分析找到随时间变化的位移场，如下图所示。
强制振动 1 s 后位移场 z 分量的表面图。
绘制施加的力与位移的关系图，表示出磁滞回线特征，这是阻尼问题的一个典型特点。由于力和位移之间彼此异相，因此会耗散能量。
位移域施加力的二维关系图。
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