Abaqus隨機振動
關注創建者：Jephin Lam 創建時間：2020-03-13
Abaqus隨機振動的視頻教程
新能源電池包隨機振動分析
視頻課程講述了國標要求下的隨機振動分析，包含模態分析，振動分析。分別使用了abaqus和optistruct兩個軟件做了分析講解，步驟操作，軟件設置,如何避免共振等。十分詳細，容易上手. abaqus模態分析 optistruct模態分析 頻率響應分析 abaqus隨機振動分析 optistruct隨機振動分析
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基于Abaqus軟件下高壓配電盒振動、沖擊分析
四、案例實操 五、總結 第五講：響應譜分析 一、響應譜來源 1、依據質量彈簧振子創建 2、程序生成 二、Abaqus中響應譜分析求解設定 三、周期（頻率）和剛度的關系 四、如何判定給定的譜值是否正確 五、案例實操 六、總結 第六講：隨機振動分析 一、Abaqus隨機振動理論 二、求解設定 三、案例實操 四、總結 1、通過RS、RU評價結果 2、根據3西格瑪準則來描述結果以及之間的聯系
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ABAQUS隨機振動分析
隨機響應分析：用于確定結構在隨機載荷作用下的統計性響應。隨機振動指那些無法用確定性函數來描述，但又有一定統計規律的振動。例如，車輛行進中的顛簸，陣風作用下結構的響應，噴氣噪聲引起的艙壁顫動以及海上鉆井平臺發生的振動，等等。
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Abaqus隨機振動的實例教程
<p>對于公司產品開發過程中，基本每個項目都會重復進行某類CAE分析，如隨機振動分析，頻率響應分析，或機械沖擊分析，基于這類重復性的工作，可以制作分析模板來提高工作效率，下面就以隨機振動為例，使用Python程序語言來創建用于Abaqus隨機振動分析的CAE模型的模板，該模板適合6.12以上的版本，對于舊的Abaqus版本，隨機振動分析需要利用添加關鍵字來創建PSD表和隨機振動載荷邊界（低版本Abaqus有一定的局限性，建議使用高版本）。</p><p>該分析模板的模型導入也很簡單</p><p>方法一：File>Run Script，選擇模型的文件 .py，點擊OK即可</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202003/6ab9aca7e6e04404a83595d0665a335d.jpg" height="486" width="335"></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202003/d3afaa214b2b4a46833946fd30b97723.gif"></p><p><br></p><p>方法二：用文本打開模型 .py文件，復制里面的所有內容，在軟件界面下端粘貼運行即可（如下圖所示）。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202003/2a047dc5e49e404c8b9db51021838d44.jpg" height="259" width="414"></p><p><br></p><p>下面為該模板模型的部分代碼示意圖，代碼中有中文注釋，方便讀者閱讀，這些代碼對于Python創建Abaqus模型的初學者也有一定的幫助。
展開 試驗時當氣流的速度穩定后，采集天平數據，測得在氣流脈動情況下作用于試驗件上力的變化，同時在支桿上布置振動傳感器測量支桿隨機振動情況（加速度響應）。
2. ABAQUS隨機振動分析
為結合試驗對裝置進行隨機振動分析，由于ABAQUS軟件裝配分析功能較強大，我想用ABAQUS對裝置進行隨機振動分析。
目的：利用采集到得天平隨機力載荷作為激勵，分析得到支桿隨機振動響應情況，與試驗測得的相應部位響應情況進行對比。
步驟如下：
⑴在ABAQUS中建立裝配體有限元模型。
⑵第一步對整個裝配體模型進行模態分析（step-1 Frequency）
⑶第二步建立隨機振動分析步（step-2 Random response）
3. 問題：
⑴這個分析思路對不對？
⑵對隨機振動分析進行設置，參考其它算例，需要編輯KEYWORDS,如下:
定義功率譜密度(其它算例)
*PSD-DEFINITION,NAME=PSD,TYPE=BASE,G=9.8e3
0.4,0.0,5
0.4,0.0,9
0.65,0.0,10
0.65,0.0,19
0.94,0.0,20
0.94,0.0,29
1.30,0.0,30
1.30,0.0,39
0.72,0.0,40
0.72,0.0,50
定義隨機振動分析類型和阻尼(其它算例)
*Random Response
5., 50., 20, 3., 1
*Modal Damping
1, 60, 0.002
*BASE MOTION,DOF=1,LOAD CASE=1
*CORRELATION,PSD=PSD,TYPE=UNCORRELATED
1,1.
⑶如果針對我的裝置情況PSD應該怎樣進行處理？是不是把天平隨機力載荷（見附件）轉化為功率譜密度形式再輸入？
展開 圖1-車載氣瓶
隨機振動在Abaqus中有3中常用的分析方法：
圖2-Abaqus中隨機振動的常用方法與適用性
車載氣瓶裝配結構要考慮接觸非線性，采用基于顯式動力學分析的時域方法。氣瓶是采用傳統材料的金屬氣瓶，首先通過Standard靜力學分析計算氣瓶裝配結構在重力、U型螺桿預緊力、氣瓶內壓下的應力狀態和變形情況。
圖3-氣瓶裝配結構靜力學分析
圖4-靜力學應力
圖5-靜力學變形
復制靜力學模型，更改分析步為Explicit，通過預定義場的初始狀態導入將Standard模型計算出來的靜力學應力變形狀態導入Explicit分析模型，用于時域隨機振動分析。
圖6-初始狀態導入
Y向施加隨機振動加速度信號。
圖7-隨機振動時域加速度信號
圖8-氣瓶隨機振動最大應力674.2MPa
付費文件說明：隨機振動需要先得到裝配狀態的氣瓶應力應變、變形，因此需要先求解靜力學模型（AIRT-STD.inp），再求解隨機振動模型（AIRT-XPL_Y.inp），可以直接運行批處理文件自動執行依次求解。
用文本編輯器可以打開就可以查看關鍵字設置與模型定義了。該模型涉及standard到explicit的初始狀態導入，AbaqusGUI界面目前不支持讀入涉及狀態導入的關鍵字。如果想在界面下直觀地看動力學的模型設置，也可以將STD inp文件中end assembly前的內容合并到XPL inp文件中去!!!
展開 ABAQUS-隨機振動分析.doc
4.3.2 隨機振動分析結果
由Abaqus計算隨機振動，獲得均方根（RMS）應力，Mises均方根應力如圖9所示。最大應力位置出現在靠近固定的拐角處。故振動疲勞分析重點留意此區域附近。
4.3.3 隨機振動疲勞分析結果
使用fe-safe計算振動疲勞壽命，獲得算例最短的振動時間 T=10E+4.52=33113秒 ，算例模型中最短壽命區域與隨機振動分析結果相吻合。
5. 結論
本文介紹隨機疲勞壽命分析的基礎理論，并使用有限元軟件ABAQUS與Fe-safe聯合仿真技術，在基于PSD譜上，對某一啞鈴狀板梁進行了隨機振動疲勞壽命仿真分析，同時也介紹了該聯合仿真分析的流程。在分析結果中，對比了隨機振動仿真的RMS計算結果和fe-safe隨機疲勞壽命的計算結果，評估分析結果的可信度。此疲勞仿真分析技術對產品的開發有著重要的幫助，可以在產品設計階段有效控制其疲勞壽命, 指導結構設計，縮短開發周期，降低開發成本。
此外，后期我會補充一些實際項目中的應用案例，為讀者在解決實際的工程問題中提供一定的參考,敬請期待！
參考文獻
[1] 劉龍濤，李傳日，程祺. 某結構件的隨機振動疲勞分析[J]. 振動與沖擊，2013, 32(21)
[2] 林 明，謝里陽. 疲勞壽命預測頻域方法分析與比較[J]. 失效分析與預防，2016，11(5)
[3] 楊萬均，施榮明. 隨機振動應力幅值的分布規律[J]. 機械設計與研究，2011，27(6)
[4] 李西順. 基于OptiStruct的電動汽車電池包振動疲勞分析. Altair技術大會優秀論文
[5] 達索公司. Abaqus Analysis User's Manual.
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Abaqus隨機振動的相關專題、標簽、搜索
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插件介紹
ABAQUS Random Material Partition插件可對ABAQUS中已分區的部件進行任意多種材料及占比的隨機指派。
插件使用前需要手動對部件創建分區，或通過Abaqus導入已經分區完成的部件。
插件支持三維實體模型或二維平面殼模型。
歷經3個月的打磨，OptFuture 2025.4.0今日正式與大家見面！本次更新帶來了隱式建模、隨機振動
兩大全新模塊，并針對拓撲優化與文件管理系統進行了
多項深度優化。在追求仿真效率的道路上，OptFuture始終與您同行。歡迎登錄cae.optfuture.cn探索新版本帶來的高效設計與仿真體驗！
用戶群
隱式建模
在ABAQUS有限元軟件中構建地層地質分層幾何模型，對巖土工程分析具有重要研究價值。該模型能精確表征不同地質層的幾何形態、材料屬性及空間分布，為地下結構穩定性評估、地震動力響應模擬及地質災害預測提供可靠數值依據。通過高精度有限元分析，可顯著降低現場試驗成本，優化工程設計參數，提升施工安全性和經濟性。
本案例中的地質分層模型通過CAD隨機粗糙度表面插件參數化隨機生成
*本文投稿自通信行業用戶朱在生
背景
電子產品在出廠前，需要經過嚴格的測試，保證能在各種工況下的機械和電性能可靠性。測試只能在實物打樣出來以后進行，如果不通過，將會導致設計的返工，如果設計階段能快速進行 CAE 仿真評估產品在各種工況下的性能，將能極大的提高后期測試一次通過率，縮短開發周期和降低開發成本。傳統的有限元仿真，對于復雜仿真，分析周期長，經常不能適應快速迭代設計需求。本文采用 SimSolid
<p class="ql-align-right">*本文投稿自通信行業用戶朱在生</p><p><br></p><p><strong>背景</strong></p><p><br></p><p>電子產品在出廠前，需要經過嚴格的測試，保證能在各種工況下的機械和電性能可靠性。測試只能在實物打樣出來以后進行，如果不通過，將會導致設計的返工，如果設計階段能快速進行 CAE 仿真評估產品在各種工況下的性能，將能極大的提高后期測試一次通過率
ABAQUS二維隨機多邊形骨料及界面過渡區（ITZ）的混凝土細觀建模研究，可有效揭示混凝土內部多相復合結構的力學響應機理。該模型能夠真實反映骨料隨機分布特征及ITZ對裂縫萌生與擴展的影響，為準確模擬混凝土損傷演化過程、預測宏觀力學性能提供理論基礎，對提升混凝土結構耐久性與安全性具有重要意義。本案例介紹在ABAQUS內建立多邊形骨料、界面過渡區（ITZ）、水泥砂漿基體多相材料混凝土細觀有限元模型。
[圖片]
電池包是新能源汽車的關鍵零部件，其耐久性影響著新能源汽車整體的可靠性，按照國標GB/T31467.3-7.1振中的要求，電池包需要在振動試驗臺上進行三個方向上疲勞耐久，測試從Z軸開始，然后是Y軸，最后是X軸。每個方向的測試時間是21個小時。
本文基于某車型動力電池包，使用
Hypermesh-Optistruct-Ncode聯合仿真分析手段，進行隨機振動疲勞分析。按照振動臺架邊界條件進行工況設置
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習杯架模型的三維模型處理
2、學習隨機振動分析相關的分析步的建立
3、學習隨機振動分析相關的約束條件的建立
4、學習隨機振動分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 杯架隨機振動分析。
