加速度沖擊的案例
基于HyperWorks的航炮吊艙加速度沖擊 瞬態(tài)響應(yīng)分析
當(dāng)載機著陸時，航炮吊艙不僅承受豎直向下半正弦波沖擊脈沖作用，還要承受向心預(yù)緊力的作用，這是航炮吊艙主要受力工況。GJB150.18[1]沖擊試驗要求對航空產(chǎn)品進(jìn)行加速度沖擊分析，由于沖擊環(huán)境條件非常復(fù)雜，導(dǎo)致應(yīng)用有限元法對加速度沖擊響應(yīng)進(jìn)行計算是一個難于解決的問題。本文首先應(yīng)用Altair 公司的前處理軟件HyperMesh對結(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，然后應(yīng)用通用數(shù)值分析軟件RADIOSS對航炮吊艙進(jìn)行直接法加速度沖擊響應(yīng)分析，對該產(chǎn)品在加速度沖擊及向心預(yù)緊力共同作用下的剛度及強度的動力響應(yīng)進(jìn)行分析，得到了結(jié)構(gòu)上任意點處應(yīng)力與變形的時間歷程曲線，縮短了產(chǎn)品研發(fā)的周期，對產(chǎn)品的改進(jìn)設(shè)計以及沖擊試驗的進(jìn)行具有積極的指導(dǎo)作用。
展開 z方向恒定加速度沖擊 ￥5
以一個簡單的z方向恒定加速度沖擊仿真分析為例，介紹如何在hyperworks的lsdyna界面實現(xiàn)某個方向恒定加速度沖擊箱體仿真的前處理，在lsdyna中提交計算，hyperview中進(jìn)行后處理。
幾個關(guān)鍵點：如何定義彈塑性材料MAT24，如何定義箱體的自接觸，如何定義加速度加載（curve曲線）等。
位移變形分布動圖
加速度分布動圖
加速度加載曲線
本案例僅提供模型文件及結(jié)果文件，凡購買的朋友針對本案例仿真實現(xiàn)上有什么疑問可以私信。
展開 abaqus 在優(yōu)化筆記本硬盤沖擊加速度中的應(yīng)用
1 CAD 模型
筆記本在開機狀態(tài)下，沖擊底面的安裝圖如圖1 所示；
圖1 沖擊底面的CAD 模型
2 CAE 模型
圖2 沖擊底面的CAE 模型
3 加載及邊界條件
在沖擊臺下表面施加幅值大小為122g，時間為2ms，方向垂直向上的半正弦波加速度A，對整個模型施加大小為1.524m/s，方向垂直向下的初始速度V；如圖3 所示；
圖3 加載及邊界條件
4 分析結(jié)果
4.1 原始方案（如圖4）
圖4 原始方案
結(jié)果：由于D 殼在沖擊過程中變形較大，與沖擊臺發(fā)生了直接撞擊，導(dǎo)致硬盤加速度過大，超過規(guī)定值（275g）；
4.2 新方案一：在D 殼下增加第五支橡膠墊（如圖5）
圖5 在D 殼下增加第五支橡膠墊
結(jié)果：由于增加了第五支膠墊，對D 殼產(chǎn)生了緩沖作用，大大降低了硬盤加速度；
4.3 新方案二：將原方案的四個膠墊的材料更換為PC+ABS
結(jié)果：由于更換材料后，四個膠墊在沖擊壓縮中變形量降低了，D 殼與沖擊臺的撞擊力減少了，所以硬盤加速度也降低了；
4.4 新方案三：在原方案的基礎(chǔ)上把D 殼四支膠墊的相對距離縮小（如圖6）
圖6 把D 殼四支膠墊的相對距離縮小
結(jié)果：膠墊相對位置縮小，增加了D 殼的剛度，所以變形量減小，減小撞擊力，降低硬盤加速度；
4.5 新方案四：把原方案的膠墊材料更換為TPU（彈性模量高于橡膠），同時膠墊加厚1.3mm；
結(jié)果：和方案二相似，更換材料后，膠墊變形量降低了，同時膠墊增高后，加高了D 殼與沖擊臺之間的距離，所以D 殼與沖擊臺的撞擊力也會減小，硬盤加速度相應(yīng)也降低了；
5 結(jié)論
通過圖7 的曲線對比，我們可以清楚地看到各方案的優(yōu)化結(jié)果，很明顯，新方案的硬盤加速度都低于240g，滿足設(shè)計要求。
圖7 各方案的優(yōu)化結(jié)果曲線對比
從而得出以下兩點結(jié)論：
1.
展開 Abaqus在優(yōu)化筆記本硬盤沖擊加速度中的應(yīng)用
CAD模型
筆記本在開機狀態(tài)下，沖擊底面的安裝圖如圖1所示；
圖1
CAE模型
圖2
加載及邊界條件
在沖擊臺下表面施加幅值大小為122g,時間為2ms，方向垂直向上的半正弦波加速度A,對整個模型施加大 小為1.524m/s,方向垂直向下的初始速度V;如圖3所示；
圖3
分析結(jié)果
原始方案
圖4
結(jié)果：由于D殼在沖擊過程中變形較大，與沖擊臺發(fā)生了直接撞擊，導(dǎo)致硬盤加速度過大，超過規(guī)定值（275g);
新方案一：
在D殼下增加第五支橡膠墊（如圖5)
圖5
結(jié)果：由于增加了第五支膠墊，對D殼產(chǎn)生了緩沖作用，大大降低了硬盤加速度；
新方案二：
將原方案的四個膠墊的材料更換為PC+ABS
結(jié)果：由于更換材料后，四個膠墊在沖擊壓縮中變形量降低了，D殼與沖擊臺的撞擊力減少了，所以硬盤加 速度也降低了；
新方案三：
在原方案的基礎(chǔ)上把D殼四支膠墊的相對距離縮小（如圖6)
圖6
結(jié)果：膠墊相對位置縮小，增加了 D殼的剛度，所以變形量減小，減小撞擊力，降低硬盤加速度；
新方案四：
把原方案的膠墊材料更換為TPU (彈性模量高于橡膠），同時膠墊加厚1.3mm;
結(jié)果：和方案二相似，更換材料后，膠墊變形量降低了，同時膠墊增高后，加高了 D殼與沖擊臺之間的距離， 所以D殼與沖擊臺的撞擊力也會減小，硬盤加速度相應(yīng)也降低了；
結(jié)論
通過圖7的曲線對比，我們可以清楚地看到各方案的優(yōu)化結(jié)果，很明顯，新方案的硬盤加速度都低于240g, 滿足設(shè)計要求。
展開 
基于lsdyna電池包加速度沖擊仿真模擬
本案例基于lsdyna軟件對電池包進(jìn)行機械沖擊的仿真模擬。電池包的機械沖擊仿真分析是為了評價純電動汽車在減速、加速、駛過顛簸路面等工況下，電池包抵抗變形和破壞的能力，根據(jù)計算得到的應(yīng)力和應(yīng)變結(jié)果，來判定電池包抵抗機械沖擊載荷的能力是否滿足國標(biāo)要求。根據(jù)GB/T 31467.3－2017《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統(tǒng)第3部分：安全性要求與測試方法》中的規(guī)定，對電池包施加25g、15ms的半正弦沖擊波，z軸方向沖擊3次，觀察2h。要求電池包系統(tǒng)無電解液泄漏、著火或爆炸的現(xiàn)象。這就要求電池包的底板和模組安裝筋要有足夠的強度，在25g的加速度作用下變形量不能過大，否則會造成電池包內(nèi)部的零部件破壞。
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展開 科氏加速度實際是科里奧利加速度
作者：張偉偉 來源：力學(xué)酒吧
科氏加速度是以法國科學(xué)家科里奧利（Gustave Gaspard de Coriolis，1792～1843）命名的，科氏意思就是姓科的（這種語氣是不是有點不敬），不過科里奧利（Coriolis）整體是姓，稱其為科氏，就犯了馬克思姓馬的常識性錯誤，因此科氏加速度準(zhǔn)確的說應(yīng)該是科里奧利加速度（Coriolis accel）。
運動學(xué)中與科里奧利相關(guān)的有三個概念：科里奧利效應(yīng)，科里奧利加速度，科里奧利力，科里奧利效應(yīng)是通過科里奧利加速度和科里奧利力來體現(xiàn)的。在理論力學(xué)中，主要討論科里奧利加速度，科里奧利力似乎在氣象學(xué)中用的多。
1835年，科里奧利在研究水輪車中發(fā)現(xiàn)除了離心力還有另外一種“復(fù)合離心力”，就是我們現(xiàn)在所說的科里奧利力，有人把這種現(xiàn)象稱為科里奧利效應(yīng)。不過，人們對這種效應(yīng)的認(rèn)識最初來自對地球是否自轉(zhuǎn)的爭辯。
我們知道基督教篤信地心說，而日心說一直是地心說最大的挑戰(zhàn)，他們各自都在在尋求證據(jù)以證明自身理論的正確性。
為了支持地心說，1651年意大利天文學(xué)家和天主教神父Giovanni Battista Riccioli 和他的助手Francesco Maria Grimaldi進(jìn)行了反證法。他們假設(shè)如果地球是自轉(zhuǎn)的，那么向北發(fā)射的炮彈會偏轉(zhuǎn)（因為地球轉(zhuǎn)動了），不可以命中目標(biāo)；而向東/西發(fā)射的炮彈（順著地球轉(zhuǎn)動的方向）就可以命中目標(biāo)。然后指出在實際中顯然缺少這樣的證據(jù)，從而反對日心說，堅持地球在宇宙中心保持不動的觀點。
展開 加速度載荷的施加和加速度時間歷程的獲取
請問：
1.如何在結(jié)構(gòu)的某個點上施加加速度載荷（比如在懸臂梁的自由端施加加速度載荷）？
2.如何獲取結(jié)構(gòu)的加速度時間歷程曲線，而不是位移的時間歷程曲線？
謝謝！
Ansys Workbench中，注意重力加速度和加速度的方向
WB中，重力加速度和加速度的方向需要注意：
總結(jié)起來就是：
如果是施加加速度，那就與運動的方向相反；
如果是施加重力加速度，那就與重力的方向相同。
舉例：
如下圖，施加加速度方向向上，然后看到相應(yīng)的應(yīng)力云圖。
什么是加速度計和前置放大器？什么是三軸加速度計？
什么是加速度計？
加速度計是一種機電傳感器，它能把振動或沖擊的加速度轉(zhuǎn)換成與之成比例的電信號輸出，并在儀表或其它合適的指示設(shè)備上讀取。
Brüel & Kj?r加速度計的有源元件由壓電盤或壓電片組成，由振動質(zhì)量加載并通過夾緊裝置固定。當(dāng)加速度計受到振動時，質(zhì)量彈簧系統(tǒng)的慣性質(zhì)量對壓電單元施加可變力，與慣性質(zhì)量的加速度成比例，壓電單元產(chǎn)生成比例的電荷輸出。
我們的各種傳感器設(shè)計都是這樣說明的：
加速度計前置放大器
除了具有內(nèi)置前置放大器的DeltaTron加速度計外，Brüel & Kj?r電荷加速度計的輸出需要經(jīng)過前置放大器進(jìn)行信號適調(diào)。
推薦使用電荷放大器，Brüel & Kj?r提供多種高性能的電荷放大器，您可以在不改變系統(tǒng)靈敏度的情況下使用非常長的連接電纜。
大多數(shù)Brüel & Kj?r電荷放大器都有以下一個或多個信號調(diào)理功能：
靈敏度調(diào)整：允許直接輸入傳感器靈敏度，從而提供統(tǒng)一的系統(tǒng)靈敏度。
積分網(wǎng)絡(luò)：自動將測量的加速度轉(zhuǎn)換為速度和位移信號。
高通和低通濾波器：允許在前置放大器上選擇不同的下限和上限頻率，以便從測量中排除不需要的信號和加速度計諧振的影響。
三軸加速度計
三軸加速度計用于同時在三個相互垂直方向（軸）上進(jìn)行振動測量。經(jīng)驗法則，三軸加速度計比普通單軸傳感器提供更多的測量信息。
通常，三軸加速度計由三個單獨的加速度計組成，安裝在相差90度的同一個外殼中。但是，這限制了加速度計的最小尺寸，并意味著每個軸都有不同的參考點。
Brüel & Kj?r應(yīng)用正交剪切型設(shè)計了多款非常緊湊的三軸加速度計，其中所有軸都具有相同的參考點。
展開 什么是加速度計和前置放大器？什么是三軸加速度計？
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什么是加速度計？
加速度計是一種機電傳感器，它在其輸出端子上產(chǎn)生與其受到的加速度成比例的電輸出。
輸出信號可以通過電子方式處理并在儀表或其它合適的指示設(shè)備上讀取。
Brüel & Kj?r加速度計的有源元件由壓電盤或壓電片組成，由振動質(zhì)量加載并通過夾緊裝置固定。
壓電單元產(chǎn)生與施加的力成比例的電荷。當(dāng)加速度計受到振動時，質(zhì)量彈簧系統(tǒng)的慣性質(zhì)量對壓電單元施加可變力，與慣性質(zhì)量的加速度成比例。
我們的各種傳感器設(shè)計都是這樣說明的：
加速度計前置放大器
除了具有內(nèi)置前置放大器的DeltaTron加速度計外，Brüel & Kj?r電荷加速度計的輸出需要通過前置放大器。
推薦使用電荷放大器，Brüel & Kj?r為此目的生產(chǎn)了多種高性能前置放大器。使用電荷前置放大器，您可以在不改變加速度計和前置放大器組合的指定靈敏度的情況下使用非常長的連接電纜。
由于便于校準(zhǔn)和測量通常與整體增益和頻率范圍同樣重要，因此大多數(shù)Brüel & Kj?r加速度計前置放大器都有以下一個或多個信號調(diào)理輔助工具：
靈敏度調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)：允許直接輸入前置放大器上的傳感器靈敏度，從而提供統(tǒng)一的系統(tǒng)靈敏度。
積分網(wǎng)絡(luò)：自動將測量的加速度轉(zhuǎn)換為速度和位移信號。
高通和低通濾波器：允許在前置放大器上選擇不同的下限和上限頻率，以便從測量中排除不需要的信號和加速度計諧振的影響。
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三軸加速度計
三軸加速度計用于同時在三個相互垂直方向（軸）上進(jìn)行振動測量。經(jīng)驗法則，三軸加速度計比普通單軸傳感器提供更多的測量信息。
通常，三軸加速度計由三個單獨的加速度計組成，安裝在相差90度的同一個外殼中。
展開 加速度載荷的施加和加速度時間歷程的獲取
請問：
1.如何在結(jié)構(gòu)的某個點上施加加速度載荷（比如在懸臂梁的自由端施加加速度載荷）？
2.如何獲取結(jié)構(gòu)的加速度時間歷程曲線，而不是位移的時間歷程曲線？
謝謝！
細(xì)說振動位移、速度、加速度
從物理含義上來看，振動的速度涵蓋了振動的位移和頻率兩個因素。有效值的概念其實是一個等效的概念，將一個交變的量等效為一個等效值。對于振動而言，我們知道振動速度是一個往復(fù)交變量，因此我們用一個有效值等效速度實際值，代表這段時間內(nèi)振動的速度情況。
當(dāng)然速度值也有峰峰值，可是對于一個時間段內(nèi)，速度的峰峰值對設(shè)備的影響在峰峰值出現(xiàn)的時候發(fā)生，無法描述振動速度的總體，因此我們用有效值來等效。
振動的加速度為什么用峰值？
在一段振動中，質(zhì)點速度的變化越劇烈，對材質(zhì)本身的影響越大，考慮振動對設(shè)備的影響，取振動加速度的峰值來衡量振動加速度對設(shè)備的影響。
事實上，如果讀者用質(zhì)點質(zhì)量乘以加速度就會得到一個力的單位。不難發(fā)現(xiàn)，振動的加速度實際上是振動的“沖擊性”，對設(shè)備的最大沖擊，就是這個沖擊量的峰值。
為什么低速振動用位移信號？中速運動用速度信號？高速運動用加速度信號？
從振動位移、速度、加速度量的介紹中我們知道：
振動的位移量主要考慮了振動的幅值；
振動的速度考慮了振動幅值和頻率；
振動的加速度考慮了振動的幅值、頻率以及頻率變化。
因此可以發(fā)現(xiàn)，振動的加速度對振動的頻率敏感性最高，速度其次，再次是位移。
上圖為同一個幅值為10um振動的位移信號、速度信號和加速度信號的頻譜。可以清楚地看到，相同的三個頻率分量中，加速度信號里表現(xiàn)強烈，速度信號表現(xiàn)適中，位移信號并不敏感。
對于旋轉(zhuǎn)設(shè)備而言，加速度對于高速設(shè)備的振動更加敏感，位移信號更加適用于低速振動的場合。
展開 振動的位移、速度、加速度應(yīng)該怎么選？
s,v,a
振動的位移、速度、加速度測量應(yīng)該選哪個？
凡是做機械設(shè)備振動分析的人，都知道振動有位移、速度、加速度。但是啥時候用哪一個呢？為什么呢？（一些有經(jīng)驗的工程師可以輕松回答第一個問題，那么“為什么”這個問題你想過么？）
有的人隨便選一個，有的人不知道選哪一個于是全部的都選。這其實是對基本概念不理解造成的。選擇不當(dāng)會造成診斷特征丟失，全部都選有時候會出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)濫用，這都是不正確的做法。
要解答上面的問題我們還是要回歸基本概念：振動的位移、速度、加速度是啥意思，分別代表什么？或者說物理含義是什么？
說起來位移、速度、加速度是啥意思，貌似很簡單么。就位移就是距離咯；速度就是距離在時間維度上的微分咯，加速度就是速度在時間單位上的微分咯。但是理解基本概念不能僅此而已，有沒有想過，既然一個是另一個的微分或者積分，那么其實這三個測量是可以相互換算的？既然換算就好了，為啥搞三個？
偷偷說兩句……
是分開測量的嗎？
你以為傳感器真的就是全部都是將速度、位移、加速度分開測量的么？
展開 速度-求導(dǎo)-加速度-濾波 ￥5
在整車碰撞后處理中，某柱加速度曲線處理與獲取。通常使用對速度曲線（如圖1）求導(dǎo)的方式得到加速度曲線（如圖2），而不需要直接使用LS-DYNA輸出加速度曲線。在圖形界面中鼠標(biāo)右擊速度曲線，在彈出菜單中Math中的Derivitive即可對曲線進(jìn)行求導(dǎo)，得到加速度曲線。再對加速度曲線進(jìn)行濾波處理即可。
圖1 速度曲線
圖2 加速度曲線（速度求導(dǎo)）
圖3為濾波處理之后的加速度曲線。
展開 加速度積分得到速度和位移的問題小結(jié)
圖2 速度(紅色)和加速度（藍(lán)色）時域曲線對比
當(dāng)時的做法是，在某一個明顯的加速度峰值附近，選取幾個離散加速度點；用多項式進(jìn)行擬合，得到加速度關(guān)于時間的表達(dá)式，這一步可以表達(dá)為
其中下標(biāo)k=1,2,3...s只是代表選擇的鄰近的有限個數(shù)據(jù)點。
假定系統(tǒng)的阻尼很小，在最大慣性力和最大彈性恢復(fù)力平衡時粘性阻尼力為零，這個假設(shè)在某些時候是成立的，那么加速度最大的時候，速度可以為零。令上面的表達(dá)式為零，選擇離散數(shù)據(jù)中加速度最大的時刻tmax，解方程找到加速度真正的峰值時刻tp，tp非常靠近tmax，即
對加速度的表達(dá)式積分得到速度的表達(dá)式，積分常數(shù)v0待求
tp時刻的速度為零，從而解出積分常數(shù)v0
在這個區(qū)間的速度表達(dá)式就已知了，回到tmax時刻，可以直接得到這個時刻下的速度，應(yīng)該是一個非常小的量
這樣，我們終于找到了“估計的速度小量”，可以根據(jù)上面的離散公式，繼續(xù)完成剩下的時間積分。
展開 