振動(dòng)疲勞分析的案例
電動(dòng)車動(dòng)力電池包的隨機(jī)振動(dòng)疲勞仿真分析案例
車載動(dòng)力電池包在電動(dòng)汽車行駛過程中承受著振動(dòng)載荷的持續(xù)作用，因此振動(dòng)試驗(yàn)是電池包可靠性試驗(yàn)中的重要部分。動(dòng)力電池包作為電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能裝置，在可靠性發(fā)生失效的情況下，尤其是當(dāng)一些關(guān)鍵部件或結(jié)構(gòu)失效（例如出現(xiàn)松動(dòng)、斷裂等情況）時(shí)，電池單體或者模組將發(fā)生位移、晃動(dòng)或者被擠壓的情況，這將進(jìn)一步造成相關(guān)部件的加速損壞，導(dǎo)致漏電或者采樣傳感器的失效，甚至誘發(fā)電池性能衰減，管理系統(tǒng)失效、電能中斷或起火爆炸等情況的發(fā)生。因此動(dòng)力電池包的振動(dòng)試驗(yàn)也與安全性緊密相關(guān)，一直是動(dòng)力電池測(cè)試評(píng)價(jià)領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)。本文利用通用疲勞壽命分析軟件Alphatigue進(jìn)行電池包的隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析。
1.有限元仿真模型
頻率響應(yīng)分析采用MSC.Nastran求解，分析模型的殼單元采用CQUAD4和CTRIA3單元模擬，各部件之間通過RBE2進(jìn)行連接，模型總計(jì)18473個(gè)單元和18622個(gè)節(jié)點(diǎn)，如圖1所示。
圖1 車載動(dòng)力電池包的有限元模型
2.電池包隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析流程的模塊卡片組搭建
選擇Alphatigue圖形界面的方式快速搭建隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析流程，如圖2所示。一個(gè)完整的隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析流程共分為模型輸入與工況選擇、功率譜密度文件輸入和SN求解器三部分。
圖2針對(duì)電池包隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析流程的模塊卡片組
3.工況選擇
電池包有限元分析模型共包含PSHELL_1和PSHELL_2兩個(gè)Section，如圖3所示。加載位置為電池包與車體連接點(diǎn)位置。
展開 基于Ncode的新能源汽車電池包隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析
圖8 損傷結(jié)果
圖9 壽命結(jié)果
圖10 應(yīng)力均方根
四、結(jié)果評(píng)價(jià)
對(duì)電池包支架進(jìn)行振動(dòng)疲勞分析，可以將電池包振動(dòng)疲勞分析整個(gè)流程固化下來，包括PSD載荷、求解參數(shù)設(shè)置等，若后續(xù)需要更新模型或材料，直接在此模型上進(jìn)行修改即可完成振動(dòng)疲勞分析；通過分析可以預(yù)測(cè)電池包的支架疲勞損傷是否滿足要求，如本例中根據(jù)《GBT 31467.3-2015 電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池包和系統(tǒng) 第3部分 安全性要求與測(cè)試方法》中7.1振動(dòng)疲勞法規(guī)要求，按規(guī)定的功率譜密度及仿真時(shí)間，電池包總損傷為0.848。小于1，理論滿足法規(guī)要求。
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為什么要進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析？
如何進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析？
2.1 頻率響應(yīng)計(jì)算
計(jì)算頭文件設(shè)置
2.2 ncode隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析
有限元結(jié)果
載荷
材料
疲勞計(jì)算模塊設(shè)置
1.為什么要進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析？
汽車行駛中路面的隨機(jī)激勵(lì)會(huì)引起結(jié)構(gòu)的強(qiáng)迫振動(dòng)，路試和用戶反饋出的汽車構(gòu)件及焊縫開裂損壞的情況中，大部分是疲勞破壞。對(duì)路面激勵(lì)比較敏感的構(gòu)件在前期開發(fā)過程中進(jìn)行強(qiáng)度及疲勞壽命的分析顯得尤為重要，及時(shí)為產(chǎn)品開發(fā)提供技術(shù)指導(dǎo)和設(shè)計(jì)參考。
2.如何進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析？
下面以電池包振動(dòng)疲勞分析為例描述隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析的過程（ncode15.0）。
隨機(jī)振動(dòng)分析是模擬汽車行駛時(shí)路面凹凸不平造成Pack經(jīng)歷這種隨機(jī)振動(dòng)的載荷工況時(shí)的疲勞壽命。
按照"GB/T31467.3-7.1振動(dòng)"一條要求，蓄電池包需要在振動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行三個(gè)方向上振動(dòng)試驗(yàn)，測(cè)試從Z軸開始，然后是Y軸，最后是X軸。每個(gè)方向的測(cè)試時(shí)間是21個(gè)小時(shí)。
注1：z方向一般比y向工況嚴(yán)苛，y比x嚴(yán)苛。從最嚴(yán)苛方向開始做可以在最短時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題，避免不必要的測(cè)試。但是在仿真計(jì)算中，由于采用的miner線性疲勞方法，載荷順序不影響壽命計(jì)算結(jié)果。
注2：21小時(shí)測(cè)試時(shí)間與10年或24萬公里使用時(shí)間對(duì)應(yīng)。
案例
第一步：頻率響應(yīng)計(jì)算(nastran或optistruct)，分別計(jì)算支架在三個(gè)方向單位動(dòng)態(tài)激勵(lì)下的應(yīng)力
結(jié)果中可以看到在共振峰位置頻率分別率得到了細(xì)化。
第二步：利用上面計(jì)算的頻率響應(yīng)應(yīng)力結(jié)果計(jì)算疲勞。
疲勞分析五框圖
1.有限元分析結(jié)果
拖入FE Input，雙擊可載入模型頻率響應(yīng)有限元結(jié)果。
展開 聯(lián)合ABAQUS與Fe-safe的隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析（隨機(jī)疲勞理論及有限元軟件操作講解） ￥25
結(jié)論
本文介紹隨機(jī)疲勞壽命分析的基礎(chǔ)理論，并使用有限元軟件ABAQUS與Fe-safe聯(lián)合仿真技術(shù)，在基于PSD譜上，對(duì)某一啞鈴狀板梁進(jìn)行了隨機(jī)振動(dòng)疲勞壽命仿真分析，同時(shí)也介紹了該聯(lián)合仿真分析的流程。在分析結(jié)果中，對(duì)比了隨機(jī)振動(dòng)仿真的RMS計(jì)算結(jié)果和fe-safe隨機(jī)疲勞壽命的計(jì)算結(jié)果，評(píng)估分析結(jié)果的可信度。此疲勞仿真分析技術(shù)對(duì)產(chǎn)品的開發(fā)有著重要的幫助，可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段有效控制其疲勞壽命, 指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本。
此外，后期我會(huì)補(bǔ)充一些實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用案例，為讀者在解決實(shí)際的工程問題中提供一定的參考,敬請(qǐng)期待！
參考文獻(xiàn)
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[6] 達(dá)索公司. fe-safe user manual. SIMULIA fe-safe 2018
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電動(dòng)汽車動(dòng)力電池振動(dòng)疲勞性能優(yōu)化
電動(dòng)汽車動(dòng)力電池振動(dòng)疲勞性能優(yōu)化
VibrationFatigue Optimization for Electric Vehicle Power Battery
摘 要：基于整車運(yùn)行工況及動(dòng)力電池安全相關(guān)法規(guī)要求，需對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行振動(dòng)疲勞性能驗(yàn)證。采用標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)載荷及疲勞分析軟件，可根據(jù)流程實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池振動(dòng)疲勞數(shù)值仿真分析。通過分析動(dòng)力電池模態(tài)初步判斷振動(dòng)疲勞風(fēng)險(xiǎn)部件，并為頻響分析提供支持；通過頻響分析初步判斷風(fēng)險(xiǎn)工況，并為振動(dòng)疲勞提供計(jì)算輸入；振動(dòng)疲勞分析發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證風(fēng)險(xiǎn)位置，具體壽命及需整改區(qū)域。使用Altair軟件OptiStruct形貌優(yōu)化對(duì)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行分析，確認(rèn)優(yōu)化方向及優(yōu)化效果；結(jié)合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化風(fēng)險(xiǎn)部件，模態(tài)分析驗(yàn)證了形貌優(yōu)化及設(shè)計(jì)的正確性。對(duì)優(yōu)化后動(dòng)力電池頻響及振動(dòng)疲勞性能分析，動(dòng)力電池振動(dòng)疲勞滿足預(yù)設(shè)指標(biāo)，使用形貌優(yōu)化方法提高動(dòng)力電池振動(dòng)疲勞性能是有效的。
關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車，動(dòng)力電池，振動(dòng)疲勞，OptiStruct，頻響。
Abstract:Power Battery vibration fatigue performance is important to thevehicle, and the safety requirement of Power Battery is set up in manycountries, such as GB/T31467, etc.
展開 3月23-26日 | 結(jié)構(gòu)振動(dòng)沖擊、疲勞分析工程應(yīng)用專題
一、專題目標(biāo)：
通過本課程學(xué)習(xí)，學(xué)員可掌握如下內(nèi)容：
結(jié)構(gòu)Mechanical分析前處理技巧與基本分析流程；材料參數(shù)設(shè)置以及常用非線性材料模型；隱式動(dòng)力學(xué)分析基本方法及其典型工程應(yīng)用；結(jié)構(gòu)高低周疲勞分析以及隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析等內(nèi)容。本課程從理論出發(fā)，學(xué)員可掌握各操作設(shè)置的物理意義，從而對(duì)計(jì)算結(jié)果的適用性做出評(píng)估，通過案例詳解，掌握仿真關(guān)鍵與技巧。
7/27 Ansys nCode DesignLife 振動(dòng)疲勞分析
常規(guī)的疲勞強(qiáng)度分析方法一般僅處理工作載荷中“相對(duì)”靜載荷部分的疲勞問題，可視為靜力學(xué)處理方法。實(shí)際上，相當(dāng)多的結(jié)構(gòu)部件同時(shí)承受靜態(tài)及動(dòng)態(tài)交變載荷的作用，當(dāng)結(jié)構(gòu)所受動(dòng)態(tài)交變載荷(如振動(dòng)、沖擊、噪聲載荷等)的頻率分布與結(jié)構(gòu)固有頻率分布具有交集或相接近時(shí)，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共振，進(jìn)而導(dǎo)致疲勞破壞，此時(shí)則應(yīng)當(dāng)考慮振動(dòng)疲勞。振動(dòng)疲勞破壞機(jī)理與靜態(tài)疲勞破壞基本一致。
本次直播介紹振動(dòng)疲勞分析相關(guān)理論基礎(chǔ)以及Ansys nCode DesignLife中開展振動(dòng)疲勞分析的方法、流程及Demo。
展開 兩種Ncode多軸隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析流程建立
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)在隨機(jī)載荷下的疲勞壽命評(píng)估，一直是工程上關(guān)心的重點(diǎn)，通常是對(duì)垂向、橫向及縱向三個(gè)方向進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，本文主要介紹如何在Ncode中建立兩種多軸隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析流程。
1、本次示例是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IEC61373-2010設(shè)置隨機(jī)振動(dòng)疲勞功率譜密度，檢驗(yàn)?zāi)骋辉O(shè)備長(zhǎng)壽命情況。
2、通過有限元計(jì)算得到Ncode所識(shí)別的輸入文件，如Hypermesh的計(jì)算文件需是.op2格式（本文使用的格式），ABAQUS的計(jì)算文件是.odb。
3、第一種設(shè)置的完整多軸隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析需要至少四個(gè)模塊：FEinput、VibrationAnalysis、MultiColumn及FEOutput（個(gè)人操作習(xí)慣，在Ncode里查看結(jié)果不是很方便，導(dǎo)出到HyperView中查看結(jié)果）。
這里著重介紹
VibrationAnalysis
中如何設(shè)置多通道。
① 右擊VibrationAnalysis模塊選擇Advanced Edit.選擇面板中的Loading，此時(shí)僅有一個(gè)VibrationLoad。
② 將Loading Type中的Vibration換成Duty Cycle，在下方窗口中右擊LoadProviderDutyCycle增加3個(gè)Vibration Load Provide。
③ 右擊左邊導(dǎo)航欄的LoadProviderDutyCycle增加列表通道，這是為外部導(dǎo)入的列表拓展接口，其余兩個(gè)相同操作。
展開 線下/同步線上直播-結(jié)構(gòu)振動(dòng)沖擊、疲勞分析工程應(yīng)用專題
譜分析及隨機(jī)振動(dòng)分析
3.1載荷信號(hào)數(shù)據(jù)處理(FFT+PSD)
3.2譜分析基礎(chǔ)理論與典型工程應(yīng)用
3.3隨機(jī)分析基礎(chǔ)理論與典型工程應(yīng)用
案例7-車載儲(chǔ)油罐路面隨機(jī)載荷作用下關(guān)鍵部件譜分析強(qiáng)度校核
案例8-PCB產(chǎn)品典型PSD譜作用下的隨機(jī)分析
4. 機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析
4.1多剛體動(dòng)力學(xué)分析
4.2剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)分析
案例9-擺錘下落過程系統(tǒng)多剛體動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)軌跡分析
案例10-多連桿活塞關(guān)鍵部件剛?cè)狁詈蠎?yīng)力評(píng)估
疲勞分析與壽命預(yù)測(cè)
1. 掌握疲勞分析基本理論與分析流程；
2. 掌握SN高周疲勞分析關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置原理與仿真方法；
3. 掌握EN彈塑性低周疲勞分析關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置原理與仿真方法；
4. 掌握隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置原理與仿真方法；
1. 疲勞分析基本理論
1.1材料疲勞參數(shù)實(shí)驗(yàn)方法簡(jiǎn)介
1.2疲勞算法基本模型簡(jiǎn)介
1.3雨流計(jì)數(shù)原理
1.4 Miner線性統(tǒng)計(jì)方法
1.5其它疲勞統(tǒng)計(jì)方法簡(jiǎn)介
1.6疲勞分析基本流程
案例11-結(jié)構(gòu)疲勞分析流程演示
2. nCode疲勞分析模塊概述
2.1疲勞分析5要素
2.2疲勞分析載荷映射
2.3疲勞分析材料映射
2.4常用疲勞分析模塊概述
2.5 nCode疲勞分析流程
3.
展開 基于Hyperworks和nCode的隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析 ￥8
基于Hyperworks和nCode的隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析 教程
step by step
一、Optistruct 頻響分析
二、nCode 振動(dòng)疲勞分析
飛機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)疲勞問題 附結(jié)構(gòu)疲勞壽命分析姚衛(wèi)星下載
當(dāng)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率，以至于與聲波頻率相當(dāng)時(shí)，即可視為聲疲勞進(jìn)行處理。” 在其學(xué)位論文中也提到振動(dòng)疲勞一詞，它指出振動(dòng)疲勞與噪聲和頻率有關(guān)。雖然他們給出的定義不完全相同，但是都認(rèn)為結(jié)構(gòu)的振動(dòng)疲勞與循環(huán)載荷的變化頻率、結(jié)構(gòu)的固有頻率、交變應(yīng)力的大小，以及結(jié)構(gòu)對(duì)循環(huán)載荷的動(dòng)力響應(yīng)等因素密切相關(guān)。
在結(jié)構(gòu)振動(dòng)疲勞壽命估算方法方面。王明珠等人提出了一種結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動(dòng)疲勞壽命估算的樣本法，通過該樣本法能夠處理在頻域內(nèi)利用譜密度描述的寬帶隨機(jī)振動(dòng)載荷的情況。張積亭等人提出了一種隨機(jī)振動(dòng)疲勞壽命預(yù)計(jì)的簡(jiǎn)便數(shù)據(jù)處理方法，該方法將隨機(jī)響應(yīng)功率譜密度求出的特征頻率作為平均頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。安剛等人根據(jù)自相關(guān)函數(shù)的極限性獲得結(jié)構(gòu)響應(yīng)應(yīng)力的統(tǒng)計(jì)特性，然后進(jìn)行疲勞壽命分析。吳啟鶴等人根據(jù)給出的方法從隨機(jī)載荷歷程的功率譜密度 (PSD) 中求得載荷幅值的概率分布函數(shù)，然后應(yīng)用累積損傷理論估算結(jié)構(gòu)振動(dòng)疲勞壽命。王長(zhǎng)武等對(duì)機(jī)載設(shè)備進(jìn)行了隨機(jī)振動(dòng)疲勞壽命的仿真分析。
周敏亮等人對(duì)國(guó)內(nèi)外幾十年來形成的主要的振動(dòng)疲勞分析方法進(jìn)行了歸納整理，為飛機(jī)設(shè)計(jì)和維修提供振動(dòng)疲勞的設(shè)計(jì)與分析技術(shù)支持文獻(xiàn)。黃超廣等人提出了一種正弦激振載荷作用下結(jié)構(gòu)的疲勞壽命估算方法，并應(yīng)用Visual Fortran6.5程序平臺(tái)開發(fā)出相應(yīng)的振動(dòng)疲勞分析程序。王榮乾在學(xué)位論文中基于模態(tài)分析理論、隨機(jī)振動(dòng)理論和隨機(jī)疲勞理論，利用有限元對(duì)新舊機(jī)柜上電子設(shè)備的動(dòng)態(tài)性能和機(jī)柜的疲勞性能分別進(jìn)行了計(jì)算分析。
除此之外，還對(duì)振動(dòng)疲勞強(qiáng)度問題開展了大量的其它相關(guān)研究。陸榕海等人針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片的振動(dòng)及振動(dòng)疲勞破壞進(jìn)行了理論分析，結(jié)果表明葉片的抗振動(dòng)疲勞的能力主要取決于材料性質(zhì)及葉片的形式、表面狀態(tài)，與靜強(qiáng)度無關(guān)。研究了裝備中的小口徑管道的振動(dòng)疲勞問題。
展開 
頻域振動(dòng)疲勞計(jì)算的最新技術(shù)（一）
MSC Nastran Embedded Vibration Fatigue (NEVF)介紹
概述
疲勞損傷計(jì)算方法主要有準(zhǔn)靜態(tài)方法、時(shí)域振動(dòng)方法和頻域振動(dòng)方法。
本文首先對(duì)這三種方法進(jìn)行了描述和比較，闡述了頻域振動(dòng)疲勞計(jì)算的優(yōu)異性。并在介紹了利用功率普密度進(jìn)行頻域疲勞分析具有足夠精度的研究結(jié)果基礎(chǔ)上，介紹MSC
Nastran最新推出的頻域振動(dòng)疲勞壽命預(yù)測(cè)(NEVF)的功能及技術(shù)突破。在稍后發(fā)布的頻域振動(dòng)疲勞計(jì)算的最新技術(shù)系列文章（二）和(三)里，
我們還將詳細(xì)闡述頻域振動(dòng)的理論以及頻域的FEM振動(dòng)計(jì)算。
疲勞損傷計(jì)算方法
A)準(zhǔn)靜態(tài)分析法
將載荷的時(shí)間歷程進(jìn)行靜態(tài)分析(SOL 101)，得出結(jié)構(gòu)的應(yīng)力時(shí)間歷程分布，然后把多通道的載荷線形疊加后進(jìn)行疲勞分析。疲勞損傷主要是來自于局部的應(yīng)力集中。
當(dāng)激勵(lì)載荷的頻率遠(yuǎn)小于所分析結(jié)構(gòu)的固有頻率時(shí)，結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)可以忽略，比如，對(duì)于一般車輛疲勞試驗(yàn)路面，波長(zhǎng)和車速已知，來自路面的載荷頻率通常小于6Hz，遠(yuǎn)小于白車身的固有頻率，準(zhǔn)靜態(tài)法適用。
B)時(shí)域振動(dòng)分析法
當(dāng)疲勞路面為激勵(lì)共振路面（如鵝卵石和搓板路面）時(shí)，路面波長(zhǎng)比較短，在車輛達(dá)到一定速度時(shí)加載頻率顯著提高，有必要考慮其動(dòng)力響應(yīng)。動(dòng)態(tài)載荷會(huì)引起共振（局部共振，整體共振）。發(fā)生振動(dòng)的結(jié)構(gòu)疲勞損傷，經(jīng)常是局部振動(dòng)和應(yīng)力集中兩種因素的共同作用的結(jié)果，這是只考慮應(yīng)力集中一項(xiàng)因素的準(zhǔn)靜態(tài)法所難以對(duì)應(yīng)的。
在高于結(jié)構(gòu)固有頻率的載荷下進(jìn)行疲勞損傷評(píng)價(jià)，為了考慮結(jié)構(gòu)振動(dòng)引起的疲勞破壞，需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)在動(dòng)態(tài)載荷下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析。但是，對(duì)于具有幾十萬個(gè)單元的白車身級(jí)別的時(shí)域疲勞分析(SOL 109， SOL 112)，即使只對(duì)線性系統(tǒng)進(jìn)行幾十秒的瞬態(tài)分析也很難完成。
展開 免費(fèi)線上研討會(huì) | Ansys Mechanical & nCode 車燈振動(dòng)疲勞分析
研討會(huì)簡(jiǎn)介：
車燈在路面顛簸、發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)下易出現(xiàn)支架斷裂、焊點(diǎn)疲勞等問題，是汽車可靠性開發(fā)的重點(diǎn)。本次 ANSYS 車燈振動(dòng)疲勞分析研討會(huì)，圍繞輸入數(shù)據(jù)規(guī)范、核心分析方法、仿真結(jié)果解讀及工程優(yōu)化建議四大模塊展開教學(xué)，幫助工程師快速掌握從數(shù)據(jù)準(zhǔn)備到方案迭代的全流程仿真技能，高效解決車燈振動(dòng)疲勞失效難題。
適合人群:
汽車車燈、電子電器行業(yè)的結(jié)構(gòu)仿真工程師、可靠性工程師
從事汽車零部件振動(dòng)疲勞、耐久性能開發(fā)的技術(shù)人員
希望系統(tǒng)掌握 ANSYS & nCode 疲勞仿真流程、提升工程問題解決能力的研發(fā)人員
負(fù)責(zé)車燈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、優(yōu)化，需要通過仿真提前規(guī)避疲勞失效的產(chǎn)品工程師
研討會(huì)大綱:
輸入數(shù)據(jù)
分析方法
分析結(jié)果
結(jié)論與建議
研討會(huì)亮點(diǎn):
直擊車燈工程痛點(diǎn)：聚焦路面顛簸、發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)下的支架斷裂、焊點(diǎn)疲勞等高頻失效問題，針對(duì)性解決車燈可靠性開發(fā)難題。
全流程仿真教學(xué)：覆蓋從輸入數(shù)據(jù)規(guī)范、核心分析方法，到結(jié)果解讀與工程優(yōu)化的完整流程，掌握 ANSYS Mechanical & nCode 的振動(dòng)疲勞分析閉環(huán)技能。
理論與工程結(jié)合：不空談理論，以車燈實(shí)際工況為案例，講解可直接落地的分析思路與優(yōu)化建議，助力快速解決項(xiàng)目中的疲勞失效問題。
研討會(huì)安排：
主辦單位：湖南精循科技有限責(zé)任公司
舉辦時(shí)間：5月20日15:00-15:45（周三）
舉辦形式：免費(fèi)線上會(huì)議
報(bào)名方式：歡迎留言或聯(lián)系我們
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展開 基于hyperworks/ncode平板隨機(jī)振動(dòng)疲勞壽命分析 ￥20
隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析。在hyperworks中的optistruct模塊中進(jìn)行頻率響應(yīng)分析得到的h3d結(jié)果文件，將其導(dǎo)入到ncode軟件中完成隨機(jī)振動(dòng)疲勞壽命分析。
平板有限元模型
頻率響應(yīng)分析（頻率為20Hz位移云圖）
功率譜輸入
損傷云圖
壽命云圖
具體操作步驟文件及相關(guān)模型文件見附件。
展開 某輸油管道的振動(dòng)疲勞分析案例
某輸油管道的振動(dòng)疲勞分析案例
1、某輸油管管道在預(yù)應(yīng)力載荷下的模態(tài)提取
實(shí)際工程問題中往往需要考慮在一定負(fù)載和預(yù)應(yīng)力載荷條件下非線性的模態(tài)提取分析，以便和工程實(shí)際狀態(tài)及問題相符合。
管道的預(yù)應(yīng)力載荷作用下的模態(tài)提取分析，首先實(shí)現(xiàn)管道在外部載荷（內(nèi)部壓力）作用下的幾何非線性分析，然后在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)模態(tài)提取。
（1）有限元建模
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創(chuàng)建三維幾何模型，厚度方向創(chuàng)建三層網(wǎng)格單元。
v
定義線彈性材料本構(gòu)模型，賦于材料屬性；
v
創(chuàng)建兩端參考點(diǎn)進(jìn)行幾何約束；
v
定義幾何非線性，進(jìn)行模型分析；
v
在內(nèi)部施加15MPa的內(nèi)表面壓力；
v
為了體現(xiàn)后續(xù)振動(dòng)疲勞的分析，在一端施加約束，另一端耦合一個(gè)400kg的質(zhì)量點(diǎn)；
（2）預(yù)應(yīng)力模型分析結(jié)果
（3）基于預(yù)應(yīng)力條件下的模態(tài)提取
v
在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力載荷模型分析的基礎(chǔ)上采用Lanczos算法，實(shí)現(xiàn)模型前10階模態(tài)的提取；
v
保持模型參考點(diǎn)的約束狀態(tài)。
前十階模態(tài)提取結(jié)果
2、基于基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)響應(yīng)分析與振動(dòng)疲勞
（1）有限元模型
v
采用隨機(jī)響應(yīng)分析實(shí)現(xiàn)，管道在外部基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)激勵(lì)條件下的模型分析。
v
定義功率譜密度以及基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)相應(yīng)譜載荷定義。其中頻域范圍為1~1200，結(jié)構(gòu)阻尼為0.1。
v
輸出管道模型的廣義位移歷史場(chǎng)變量
（2）分析結(jié)果
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隨機(jī)響應(yīng)功率譜密度激勵(lì)，前十階廣義位移與頻率關(guān)系曲線
（3）實(shí)現(xiàn)振動(dòng)疲勞壽命預(yù)測(cè)分析
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完成模型材料，應(yīng)力-應(yīng)變導(dǎo)入以及載荷定義等步驟，并提交模型
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輸出按照上述載荷譜響應(yīng)進(jìn)行循環(huán)分析的壽命結(jié)果，即10E+5.359~10E6.523，結(jié)構(gòu)的整體壽命差異不大，疲勞壽命較危險(xiǎn)的位置為彎管下方。
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