Abaqus隨機振動的案例
基于Python語言的用于Abaqus的隨機振動分析的CAE模型的模板 ￥9
<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 氣流支撐裝置ABAQUS隨機振動分析方法與試驗對比探討
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 【隨機振動】車載氣瓶Abaqus時域隨機振動仿真（考慮內壓與螺栓預緊） ￥89.9
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
ABAQUS-隨機振動分析.doc
聯合ABAQUS與Fe-safe的隨機振動疲勞分析（隨機疲勞理論及有限元軟件操作講解） ￥25
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.
展開 車載中控主機隨機振動仿真分析-simsolid和abaqus及ansys的比較
本文旨在比較simsolid和abaqus及ansys在隨機振動過程中的差異點
固定點
PSD曲線基礎激勵 simsolid模態分析各階模態simsolid隨機響應應力分布
ANSYS各階模態ansys隨機響應應力分布
abaqus各階模態
ABAQUS隨機響應的應力
對比
模態
1
2
3
4
5
6
simsolid
385
400
611
846
1168
1718
ansys
130
136
159
480
652
782
abaqus
134
138
161
480
654
891
隨機響應
總應力
simsolid
22MPa
ansys
120MPa
abaqus
122MPa
結論 simsolid計算剛性偏大，導致總應力偏小。 ansys和abaqus的模態及隨機響應結果大致一樣。
展開 隨機振動分析-abaqus（附一個電池包計算案例） ￥20
目錄
一、隨機振動的定義、特點及常見場景
二、隨機振動的數學特征--正態分布
三、 隨機振動信號為什么要用功率譜密度（PSD）表達？
四、如何將時域隨機振動曲線轉換得到功率譜密度曲線
五、 隨機振動分析理論
附.常見功率譜密度曲線給出形式
附.以dB/oct形式給出的功率譜密度曲線如何計算
附.國標中定義的PSD譜總均方根加速度值是如何計算的？
六. 隨機振動分析案例-abaqus
第一步：計算結構模態，輸出位移和應力。
第二步：隨機振動分析
2.1 定義輸出頻率上下限和模態阻尼
2.2 定義PSD載荷及加載
2.3 定義輸出
2.4 隨機振動計算頭文件設置
2.5 隨機振動分析結果
2.6 隨機振動σ應力結果評價
展開 abaqus與fesafe隨機振動聯合仿真
1. abaqus導入inp文件,進行諧響應分析
2. 創建第一個載荷步，進行模態分析
3.設置要計算的模態階數（一般要覆蓋到要計算諧響應掃頻范圍的1.5倍）。模態場輸出勾選應力和變形（S、U）
4．創建第二個分析步step2，采用模態疊加法進行諧響應分析，設置掃頻范圍和結構阻尼系數。若是分析隨機振動分析三個方向，則需同樣的方法再創建另外兩個分析步step3和step4。
5.諧響應輸出設置，可以關閉場輸出，設置歷史輸出勾選GU和GPU
6.設置載荷，這里我需要計算的是加速度載荷，可根據自己的實際要求添加集中力還是加速度載荷，為方便計算最好添加為單位載荷，每個方向的載荷加到對應的分析步。
7.提交分析計算，另外還需要單獨進行一個模態分析，得到計算結果
9.通過fesafe進行隨機振動疲勞分析
10.其中功率密度文件為PSD格式，可用記事本編輯，格式如下。
確定單位
賦予材料屬性
提交分析計算，計算結果為結構的實際壽命
若要計算安全系數，輸入設計壽命，計算結果為安全系數
展開 某橫梁隨機振動分析研究
某橫梁隨機振動分析研究
前言
公路橋梁結構的隨機振動問題是一個只能用統計規律來解決的問題,無法采用確定性的方法和手段來解決。
本案例在利用現有通用的有限元軟件Abaqus的基礎上,將所測得的加速度信號轉化為PSD曲線，進而觀察隨機振動對長跨橫梁的影響。
本案例詳細敘述了仿真工程師的工作流程。從前處理的模型簡化、網格劃分，到求解設定，再到后處理以及報告輸出。案例主要介紹了Abaqus中隨機振動分析過程，包括功率譜密度曲線的定義、多軸順序激勵流程，數據由于保密原因，結果數值不具參考性，其流程不足之處懇請諸位專家、從事CAE分析的業界同仁提出意見。
再次感謝技術鄰平臺提供的幫助，祝平臺越辦越好，服務更多的人群，為祖國CAE事業做出貢獻！
目 錄
一、前處理
1.1、幾何簡化
1.2、網格劃分
1.3、網格質量標準
1.4、材料賦予
二、模態分析
2.1、模態分析求解設定
2.2、模態分析約束設定
2.3、模態分析結果分析
三、隨機振動分析
3.1、隨機振動分析載荷步設定
3.2、隨機振動分析PSD曲線設定
3.3、隨機振動分析邊界條件設定
3.4、創建Job并檢查求解文件
四、后處理
4.1、RS、RU查看
五、 總結
一、前處理
1.1、幾何簡化
仿真分析總體分為三大步：前處理、求解、后處理，其中前處理決定著整個仿真精度及成敗。前處理第一步是模型簡化，需處理孔洞、具有細小特征的部件，其中簡化模型最為復雜的是處理面體（丟失面和小面）部分，常常較為耗時。
仿真工程師簡化模型通常使用的兩款軟件：SCDM、HyperMesh。
SCDM：從三維入手，直接拉伸拖拽結構進而改進修復結構，常用Design、Repair、Prepare。
展開 abaqus電池隨機振動分析（附模型及分析流程） ￥85
由于在隨機振動基于線性動力學原理，因此電池，PC 材料等采用實體建模，其他鈑金 采用殼單元建模， 設定相關的 fastener 點焊單元，coupling 耦合單元和 tie 約束，建立零件 和零件之間相應的連接關系。 兩端隨機振動所對應的 ASD 譜線如下圖： 本案例用到的附件包括： Battery1003-random-vibra.cae 提取前 10 階固有模態以及隨機振動 分析 2 分析過程 一般來說，針對隨機振動的分析包含兩大步。第一步是在 <a href="/major/abaqus" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Abaqus</a> 中完成固有模態提取； 第二步是基于固有模態進行隨機振動分析，得到相關結果。</p><p> 2.1 有限元模型準備 需要強調的是，隨機振動基于線性動力學原理，因此其建模過程要符合線性動力學相關 方法的基本要求。</p><p> 2.1.1 幾何處理 在 CAD 軟件中進行簡單處理后，導入 <a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/abaqus" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(51, 51, 51);">Abaqus</a> 中，需要對零件進行幾何清理和修復，刪 除不必要的細節特征， 其中最重要的是： 在 abaqus 中對需要進行點焊的鈑金進行參考點 的標注，用于后面步驟中快速識別和定義 點焊單元。
展開 轉載，隨機振動響應ABAQUS核心
通過本文，希望讀者能加深對ABAQUS隨機響應分析的認識和理解。
第一步：建立分析步
建立一個模態分析步（簡）
建立一個隨機振動分析步；設置好相關參數，掃頻的范圍為1到2000HZ；分析采用模態阻尼，從1到20階模態都是0.02。
第二步：加載
在LOAD模塊中進行操作，建立一個PSD曲線。本操作是在在基座上加載一個恒為10G2/HZ的功率譜曲線。
建立一個BASEMOTION，選擇加載的方向，本案例加載兩個方向，X方向和Y方向，所以整個操作過程需要重復一次（BC-2為U1方向，BC-3為U2方向）把這個PSD曲線和加載關聯起來。
然后就可以提交計算檢查結果了。
注意事項
隨機振動的載荷輸入單位是G2/HZ，所以輸出的加速度單位也是一樣的，同理，位移，速度也是類似的，僅僅是一個統計意義的數值，單位是統計意義的單位。
因為隨機載荷是統計意義的，所以ABAQUS默認并不輸出MISES應力，但是可以自己在OUTPUT中輸出MISES應力和應力的均方根數值，這個功能是早期的版本沒有的。
展開 
abaqus電池包隨機振動疲勞分析（附模型及分析流程） ￥88
本例展示基于功率譜密度曲線（PSD）的電池組疲勞分析，即針對隨機振動的疲勞壽命 分析。
1 問題設定 一塊電池組，尺寸為 70mm x 175mm x 400mm。該電池組的兩端共有 6 個端點，分別受 到垂直于電池組平面的激勵作用，且激勵的加速度功率譜密度曲線（ASD）相同。 由于在隨機振動基于線性動力學原理，因此電池，PC 材料等采用實體建模，其他鈑金 采用殼單元建模， 設定相關的 fastener 點焊單元，coupling 耦合單元和 tie 約束，建立零件 和零件之間相應的連接關系。
兩端所對應的 PSD 譜線如下圖。請注意該曲線的頻率截斷在 200Hz 處。
2 分析過程 一般來說，針對隨機振動的疲勞分析包含兩大步。第一步是在 Abaqus 中完成固有模態 和掃頻兩個計算；第二步是把這兩個計算結果與 PSD 曲線一起輸入 fe-safe，運行若干設置 后完成疲勞分析，得到相關結果。
以下內容包含完整的詳細的電池包跌落仿真分析 附件為完整教程和CAE模型文件.rar
展開 轉載隨機振動研究文章<《隨機振動中的參數介紹及計算方法》
文章詳細介紹了PSD曲線和RMS加速度的計算方法，對理解隨機振動仿真分析很有幫助。
隨機振動中的參數介紹及計算方法.pdf
關于隨機振動試驗的探討 附隨機振動試驗應用技術胡志強下載
隨機振動是隔振器在選型時經常會遇到的一種振動類型。現實中隨機振動到處可見，如車輛在路面上行駛時，路面產生的振動就是一種很典型的隨機振動；除此之外，還有高鐵在軌道上行駛時的振動，高層建筑在陣風或地震作用下發生的振動;飛機在飛行時的振動；船舶在波浪中的振動都是隨機振動。很多國際標準和國家標準對設備以及隔振器的可靠性和疲勞壽命的驗證也是通過隨機振動來實現。
隨機振動是指任意時刻的振動大小不能預先確定，其波形隨時間的變化沒有規律的振動，無法用確定性函數表示。隨機振動的單次試驗結果有不確定性和不重復性，但相同條件下的多次試驗卻有內在的統計規律。一般要用概率統計的方法進行描述。
圖1 隨機振動波形
隨機振動也可以認為是由無數個正弦振動組成的，但是這些正弦振動的頻率不是離散的，而是在一定范圍內連續分布，通常用功率譜密度（PSD）、均方根值（或稱有效值）來表達。
在隨機振動試驗標準中常給出加速度譜密度曲線（PSD曲線）或頻譜，并以此為輸入進行隨機振動控制試驗，如圖2所示。加速度密度譜PSD表示隨機信號通過中心頻率的均方值，并無實際現實意義。總的加速度均方值表示總振級，既總能量。
圖2 PSD曲線及頻譜
在實際的隨機振動試驗中，通常根據產品的使用環境來選擇相應的振動量級進行試驗，但是對于兩個不同的隨機振動，哪個振動量級更高，對產品來說振動更嚴苛，可以通過計算總的加速度均方根值（有效值）來比較。
影響振動臺的幾個關鍵指標
隨機振動臺是進行隨機振動試驗的必要載體，振動臺的一些關鍵指標決定了能否實現預定試驗的能力：
試驗推力：試驗推力對試驗起著決定性的作用，所需推力超過額定推力則試驗不能進行，但是推力遠遠小于額定推力，容易造成資源浪費。
展開 『分享』利用ANSYS隨機振動分析功能實現隨機疲勞分析
利用ANSYS隨機振動分析功能實現隨機疲勞分析
