頻率響應(yīng)，振動壽命
關(guān)注創(chuàng)建者：追風(fēng)少年62 創(chuàng)建時間：2020-05-14
頻率響應(yīng)，振動壽命的視頻教程
ANSYS頻率響應(yīng)分析+Ncode隨機振動疲勞分析
首先基于受力情況復(fù)雜的車輛懸架橫臂，利用ANSYS APDL完成懸架的頻率響應(yīng)分析，并通過輸入PSD信號，利用Ncode進行隨機振動疲勞分析
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Workbench+nCode隨機振動疲勞壽命評估
本次課程的主要內(nèi)容包含五個方面： 1、nCode隨機振動疲勞分析系統(tǒng)搭建 2、材料屬性定義 3、振動響應(yīng)分析及設(shè)置 4、nCode參數(shù)設(shè)置及分析 5、nCode后處理 6、待更新 ? ? ? 以理論課程中電子器件的隨機振動壽命評估為案例，操作中涉及的關(guān)鍵參數(shù)的含義都會做對應(yīng)講解，目的是讓大家掌握分析方法，更好的應(yīng)用于工程實踐。 【技術(shù)鄰官方推介！】
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頻率響應(yīng)，振動壽命的實例教程
人體固有頻率特性
正常人體的固有頻率為7.5Hz左右（水平方向約3-6Hz，豎直方向約48Hz）。人體各器官的固有頻率為3～17Hz，頭部的固有頻率為8～12Hz，腹部內(nèi)臟的固有頻率為4～6Hz。人體能感知的振動頻率范圍是1～1000Hz，站立的人對4～8Hz的振動最為敏感，躺臥的人對1～2Hz的振動最為敏感。
人體各部位固有頻率參考值（不同體態(tài)會有差異）
正是由于各部位固有頻率比較低的原因，次聲波對人體有很大的破壞作用，因為人體各部分的固有頻率都在次聲波的頻率范圍之內(nèi)。次聲武器就是利用頻率低于20Hz的次聲波與人體發(fā)生共振，使共振的器官或部位發(fā)生位移和變形而造成人體損傷以至死亡的一種武器。有關(guān)部門已經(jīng)做出相應(yīng)規(guī)定：要求手工操作的各類機械頻率必須大于20Hz。
2.人體對振動的反應(yīng)
人體對振動的敏感程度和工作方式也有很大的關(guān)系。如操作者通過他的手施加在工具或者工件上的力的大小和方向，人體暴露在振動中的面積和位置等。當(dāng)頻率一定時，振動幅度越大對機體的影響越大。振動強度以人體對振動的感受程度來評價。
2.1 人體對振動的生理效應(yīng)（全身振動）
全身振動生理效應(yīng)
0~1Hz引起暈車；2-3Hz影響內(nèi)臟器官；4~6Hz傷害脊柱......
2.2 人體對振動的舒適性反應(yīng)（全身振動）
2.3 人體各部位振動響應(yīng)
人體坐標(biāo)定義：胸背-X，左右-Y，頭足-Z。人體Z方向最敏感頻率3-5Hz。
人體Z方向振動傳遞率
參考文獻：
《淺談共振的應(yīng)用及其危害》
ISO 2631-2010（GB/T 13441）
GB/T 16441
展開 隨機振動是一種無法用確定的函數(shù)關(guān)系式表述的振動形式，處于隨機振動環(huán)境下的零部件的振動加速度幅值、位移幅值、應(yīng)力幅值等無法預(yù)知。汽車受路面激勵而產(chǎn)生的振動、船舶受海浪作用產(chǎn)生的晃動、飛機受氣流的影響產(chǎn)生的擺動都是隨機振動現(xiàn)象。對隨機振動的載荷描述，利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計的方式，把各個頻段的載荷大小分類，用功率譜密度來統(tǒng)計載荷的信息。
下圖為電池包振動測試國標(biāo)中的加速度功率譜密度。可以看出，在Z向（垂直路面）上，加速度載荷主要集中在10Hz~20Hz頻段，這是因為路面、車架的振動主要是低頻振動，對電池包的激勵頻率一般不高于30Hz。
基于頻率響應(yīng)法的電池包隨機振動仿真原理是：
（1）進行電池包的頻率響應(yīng)分析，獲得整個電池包的加速度功率譜激勵和響應(yīng)之間的傳遞函數(shù)。然后傳遞函數(shù)的平方與加速度功率譜相乘獲得隨機振動的響應(yīng)。如下:
其中，H（iw）為傳遞函數(shù)；Sout（w）為電池包的響應(yīng)；Sin（w）為加速度功率譜激勵；
（2）采用均方根應(yīng)力和應(yīng)力分布的三區(qū)間法評價隨機振動
一旦確定了隨機振動的響應(yīng)的譜密度，響應(yīng)的均方根值就可以根據(jù)下式得出：
可知：響應(yīng)的譜密度曲線與橫坐標(biāo)圍城的面積為響應(yīng)的均方根值。
Steinberg根據(jù)應(yīng)力的高斯分布將結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平劃分為三個層次，分別為1σ、2σ、3σ應(yīng)力。三個應(yīng)力水平對應(yīng)發(fā)生的頻率如下表所示。三區(qū)間法假設(shè)，所有應(yīng)力發(fā)生的頻率為99.73%，應(yīng)力水平高于3σ的頻率為0.27%。
所以，我們仿真后得到的1σ應(yīng)力擴大3倍得到3σ應(yīng)力，只要3σ應(yīng)力低于材料的屈服極限，就認為結(jié)構(gòu)滿足隨機振動要求。
展開 基于隨機振動仿真手段評估車用電池箱結(jié)構(gòu)的振動特性。依據(jù)GB/T 31467.3-2015法規(guī)要求,采用OptiStruct軟件以電池箱模型模態(tài)頻率為依據(jù)對電池箱進行PSD隨機振動分析。為避免與汽車振動源共振,重點研究電池箱與激勵源頻率接近的頻率下的PSD隨機振動的響應(yīng)結(jié)果。利用CAE仿真手段能夠大幅度縮短電池箱的設(shè)計周期,優(yōu)化了設(shè)計流程。
隨機振動是一種無法用確定的函數(shù)關(guān)系式表述的振動形式，處于隨機振動環(huán)境下的零部件的振動加速度幅值、位移幅值、應(yīng)力幅值等無法預(yù)知。汽車受路面激勵而產(chǎn)生的振動、船舶受海浪作用產(chǎn)生的晃動、飛機受氣流的影響產(chǎn)生的擺動都是隨機振動現(xiàn)象。對隨機振動的載荷描述，利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計的方式，把各個頻段的載荷大小分類，用功率譜密度來統(tǒng)計載荷的信息。
隨機振動分析結(jié)果
本案例以Z向隨機振動為例，其它方向結(jié)合功率譜要求（X/Y）依次類推。 下圖為電池包振動測試國標(biāo)中Z向的加速度功率譜密度。可以看出，在Z向（垂直路面）上，加速度載荷主要集中在10Hz~20Hz頻段，這是因為路面、車架的振動主要是低頻振動，對電池包的激勵頻率一般不高于30Hz。
功率譜以Z向加載為例：
Z向功率譜/GB/T 31467.3-2015
Steinberg根據(jù)應(yīng)力的高斯分布將結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平劃分為三個層次，分別為1σ、2σ、3σ應(yīng)力。三個應(yīng)力水平對應(yīng)發(fā)生的頻率如下表所示。
展開 4．模態(tài)求解完成后，接下來就可以使用模態(tài)的求解結(jié)果進行頻率響應(yīng)的分析。選擇Analysis菜單，設(shè)置Object為：interactive
5. 選者 DBALL文件，如下圖：
6．接下來創(chuàng)建載荷，點擊Create Loading，如下圖。對載荷進行逐項設(shè)置
7．再定義結(jié)果輸出。點擊Output Request，在其中定義激勵頻率和節(jié)點以及單元的輸出。
8．定義完成后按Apply求解（Full Run形式），或者生成bdf文件，手動遞交分析。
9．計算完成后，點擊View Result菜單，可讀入結(jié)果，進行后處理，如下圖。在此菜單下的后處理只能畫出各種曲線。
10．如需觀看云圖，可使用讀入xdb文件的方法。菜單：
Analysis -> Access results -> Attach XDB
模態(tài)頻率響應(yīng)分析步驟.doc
展開 最近有人咨詢我怎么在comsol中仿真揚聲器聲功率的頻率響應(yīng)曲線。
雖然我之前沒做過。不過摸索了下，很快就弄出來了。
選中輻射出口的面（2維軸對稱時是線）對聲壓平方/（空氣密度*聲速）的表達式進行積分即可。
abs(p)^2/(acpr.rho*acpr.c)
此時輸入的電功率是1W。可以看到常規(guī)的直接輻射揚聲器效率是相當(dāng)?shù)偷摹?做仿真的時候，一定要有整個物理圖像在頭腦中，再加上一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。軟件本身的操作是更其次的東西，可以參照軟件help慢慢找。
我之前在公眾號里有寫過一篇文章《仿真分析的思路》，雖然文中沒什么圖，談得也比較抽象。但是我覺得對做仿真的工程師挺重要的。因為好多人就是徘徊在各種軟件技巧中不能自拔。
仿真分析的思路
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頻率響應(yīng)，振動壽命的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
頻率響應(yīng)，振動壽命的最新內(nèi)容
一、項目簡介
本次模擬對象為某超凈除塵除霧塔，為濕法除塵工藝，風(fēng)機位于本塔前端，超凈除塵除霧塔正壓運行，塔體中自下而上共4層除霧器，其中最上層除霧器為二級旋流除霧器，共24個旋流葉片，該除霧器位于煙囪底端；經(jīng)現(xiàn)場反應(yīng)，當(dāng)風(fēng)機頻率＞37Hz時，塔體開始出現(xiàn)晃動，經(jīng)討論，塔體出現(xiàn)晃動的原因可能與風(fēng)機頻率增加，風(fēng)量加大，上述旋流除霧器處離心風(fēng)速過高所致，因此，若要同時滿足大的處理風(fēng)量，且規(guī)避塔體晃動
在設(shè)備產(chǎn)品沖擊及振動的標(biāo)準(zhǔn)，類型相似產(chǎn)品的整個仿真過程中其實是一個十分固定的流程，如采用模態(tài)疊加法計算產(chǎn)品的沖擊或長壽命，操作及設(shè)置過程都是固化的。采用模態(tài)疊加法計算沖擊首先需提取盡可能多的模態(tài)，在此基礎(chǔ)下設(shè)置結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)的阻尼，設(shè)定整個沖擊過程的時間，輸出需要的變量及格式。
下圖為optistruct求解平臺下模態(tài)法計算瞬態(tài)沖擊的整個設(shè)置流程序。
<h2>一、問題描述</h2><p>作為圖所示結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析示例，我們對結(jié)構(gòu)的自由振動響應(yīng)感興趣。在材料密度為的附加規(guī)范下，我們解決了特征值問題，以確定結(jié)構(gòu)自由振動的固有圓頻率和模態(tài)振幅向量。</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image
<p>振動臺的動圈是一個有壽命的組件，因為各種因素影響遲早需要更換。然而，有些因素可以將動圈的使用壽命最大化。</p><p><br></p><p>雖然HBK LDS振動臺非常堅固耐用，但動圈是一種有壽命的組件，因此高數(shù)量的應(yīng)力循環(huán)、高應(yīng)力和高溫將最終導(dǎo)致故障和更換。</p><p><br></p><p><strong>動圈壽命的長短取決于：</strong></p><ul><li>它正在執(zhí)行的力等級<
本案例仿真了一結(jié)構(gòu)在一側(cè)受到低頻振動作用下的頻率響應(yīng)結(jié)果，如圖1所示。
圖1 仿真結(jié)果
一、背景介紹
PCB（印制電路板）是電子元器件的支撐體，也是電氣相互連接的載體，一般由絕緣底板、連接導(dǎo)線和裝配焊接電子元件的焊盤組成。它代替復(fù)雜的布線，實現(xiàn)電路中各元件之間的電氣連接，減少了傳統(tǒng)方式下的接線工作量和整機體積，提高了電子設(shè)備的質(zhì)量和可靠性。但同時，高度集成的微電子器件對結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能設(shè)計提出了更高的要求。
圖1 PCB（印制電路板）（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）
在PCB的實際應(yīng)用中
原文摘要：
提出了一種分析無限長薄圓柱殼在水下波導(dǎo)中的線分布諧波激勵作用下的振動聲學(xué)的解析方法。薄殼的運動方程建模使用Flugge殼理論，流體結(jié)構(gòu)耦合實現(xiàn)圖像源方法占的無限反射聲波波導(dǎo)邊界和格拉夫的附加定理用于調(diào)和圖像源的坐標(biāo)系的解析表達式。通過有限元模型的數(shù)值結(jié)果驗證了解析模型的振動聲響應(yīng)，顯示了良好的一致性。該分析方法為參數(shù)研究自由表面和/或剛性地板的接近對殼體振動聲行為的相對影響提供了一個計算效率高的計算工具
前 言
回轉(zhuǎn)圓盤類結(jié)構(gòu)在航空、航天及現(xiàn)代機械工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。例如圓鋸片、鋸片式銑刀
論文標(biāo)題：
Vibration response mechanism of faulty outer race rolling element bearings for quantitative analysis
論文作者：
Lingli Cui a
<p>電子設(shè)備在承受特定的沖擊載荷后，通常必須經(jīng)過認證才能運行。與進行實際的物理測試相比，執(zhí)行數(shù)值仿真成本更低，周轉(zhuǎn)時間更短。在許多情況下，沒有必要執(zhí)行完整的非線性接觸分析，而是根據(jù)給定的加速度歷史記錄來指定要求。常見的沖擊規(guī)范是給定周期和峰值，加速度表現(xiàn)為半正弦函數(shù)。本案例模擬了半正弦沖擊荷載下計算機主板的動力響應(yīng)，模擬結(jié)果如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com
