定頻振動
關注創建者：仿什么真 創建時間：2021-01-11
定頻振動的視頻教程
正弦掃頻+定頻+多軸+PSD新能源汽車電池包Hyperworks+Ncode國標振動疲勞仿真分析教程
3.3 NCODE新能源汽車電池包正弦掃頻振動疲勞參數設置 3.4 NCODE新能源汽車電池包正弦掃頻振動疲勞分析 3.5 NCODE新能源汽車電池包正弦掃頻振動疲勞分析結果及評價 第四節 電池包定頻疲勞分析（一般車企會要求做） 4.1 Ncode定頻振動疲勞方法 4.2 Hyperworks頻響結果獲取方法 4.3 電池包定頻疲勞分析 4.4 電池包定頻疲勞分析結果
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汽車電驅動系統ANSYS仿真高級實戰：國標合規仿真、復雜模型處理、多物理場耦合分析等核心技能
：電驅動系統齒輪嚙合接觸關系快速建立方法、比例阻尼及激勵載荷高級設置（上） 第13講：掃頻振動分析：電驅動系統齒輪嚙合接觸關系快速建立方法、比例阻尼及激勵載荷高級設置（下） 第14講：掃頻振動分析：電驅動系統動態響應評估與結果深度解析 第15講：定頻振動分析：定頻振動響應中的頻率選取、模態振型分析、阻尼特性與激勵頻率響應影響評估 第16講：振動聲學耦合：電驅動系統NVH諧波聲學仿真、聲振傳遞路徑分析
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Hypermesh+Optistruct中級教程——疲勞分析
第五講：以GBT21361-2017汽車空調定頻振動標準為載荷，講解了30min定頻振動疲勞的操作過程。 第六講：以GBT31467.3-2015動力電池標準的17年1號修改單載荷進行15min正弦振動疲勞的分析。 第七講：以GBT31467.3-2015動力電池標準，Z向隨機振動21小時，講解操作過程及損傷模型的適用范圍。
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定頻振動的實例教程
定頻振動疲勞分析。在hyperworks中的optistruct模塊中進行頻率響應分析得到的h3d結果文件，將其導入到ncode軟件中完成定頻振動疲勞壽命分析，定頻20Hz，振幅大小0.25g，振動時間1h。
平板有限元模型
頻率響應分析（頻率為20Hz位移云圖）
損傷云圖
壽命云圖
相關說明文件及模型文件見附件。
展開 基于ncode的定頻振動疲勞分析 ￥6.25
本教程對ncode定頻振動仿真流程進行講解。
1.總體框架
如圖所示，標準的五框圖
具體操作流程如下：
最近看文獻的過程中發現一種將定頻正弦振動與寬帶隨機振動疊加計算考察架構疲勞強度的方式，供大家參考。
主要思路是按照能量相等的原則，將定頻的正弦振動轉化為窄帶的隨機振動分量，再與寬帶隨機振動分量進行疊加就得到了窄帶+寬帶的隨機振動功率譜密度函數，這樣就可以直接輸入CAE軟件進行基于PSD的隨機振動分析了，對結果也無需再進行處理。
下面給出了轉換前后的載荷示意：
轉換的公式如下：
以上供大家參考，所有內容皆引用自文獻：李兵強等: 直升機振動譜線在仿真分析中的轉化方法研究 ，如有侵權請聯系我刪除，多謝。
展開 振動臺選擇
在振動試驗裝置的選定方面，重要的是實施測試時適當地設定所需要的推力（N）。根據F=ma計算出所需要的推力，m為夾具類質量、被試驗品質量、動圈質量之和，a為加速度。
公式：推力=質量×(加速度+重力)×安全系數
例：某2.3噸電池包測試
最大測試加速度：10g
所需推力=2300kg×(10+1)×9.8×1.2≈356kN
（安全系數取1.2，應對突發共振）
如果能滿足試驗條件的規格，就選定與該試驗條件所對應的振動試驗裝置。如果一部分超過了試驗裝置的推力時，先選定滿足試驗條件下的試驗裝置，在此基礎上，再進行推力的計算。
應用案例
以振動試驗臺為基礎激勵，選擇60噸推力振動臺分析驗證電池包箱體框架在隨機與定頻工況下的疲勞損傷效果，如圖1所示。
圖1 電池包箱體框架振動測試
國高材分析測試中心配備30kN、40kN、60kN推力振動臺，可根據設備性能及試驗條件及樣品作出選擇合適的設備，咨詢電話020-66221668
首先將帶電池包的電池箱框架安裝在振動臺，再在Z 軸、Y 軸、X軸分別施加隨機振動加速度與定頻振動載荷，加載順序為Z 軸隨機、Z 軸定頻、Y 軸隨機、Y 軸定頻、X 軸隨機、X 軸定頻，加載時間分別為每個方向隨機振動12 h、定頻振動2 h，具體振動條件參考GB 38031—2020的要求設定，隨機振動加速度PSD 譜與定頻振動掃頻載荷如圖2～圖4 所示。
展開 那么今天就先從《 OptiStruct 中的掃頻/定頻疲勞以及隨機振動疲勞》開始我們的專題第一講吧。
振動疲勞相對于靜態工況和瞬態工況的疲勞在OptiStruct中定義的主要區別在于：
?n 載荷曲線（FATLOAD）
? 疲勞控制參數的差異（FATPARM）
其他關于材料 SN 曲線及疲勞分析單元 (FATDEF) 的定義與靜態/瞬態工況分析相同，這里就不贅述了。
本期我們就來詳細介紹 FATLOAD，FATPARM 這兩部分~
1. 掃頻/定頻疲勞
掃頻以及定頻疲勞在 2017.2 版本中僅支持單軸疲勞，疲勞分析支持實體和殼單元，可以做 SN/EN疲勞。
1）卡片相關
FATLOAD
在原來的卡片的基礎上，加上SWEEP關鍵字，掃頻速度（SR）以及掃頻單位（按Hz/倍頻掃）。當SR=0，表示定頻疲勞，此時頻率為FREQ（i）中的第一個頻率。需要注意的是在掃頻/定頻疲勞中，一個FATEVNT中僅支持單個FATLOAD，不支持應力疊加。
FATPARM
同樣加上SWEEP 關鍵字，NF/DF 指定參與掃頻的頻率個數/增量；如果當前取到的頻率點沒有對應的應力結果，則用前后的頻率結果進行插值得到其應力。如果定義了NF則忽略DF。STSUBID指定靜力工況，用于引入平均應力。
2）損傷/壽命計算
a、定頻疲勞的損傷計為損傷量和總時長的乘積。
's o 損傷量可以由該頻率下的應力結果和材料的 SN 曲線確定在定頻疲勞中 FATSEQ 直接指定T(總時長)
b、掃頻疲勞的損傷則是計算頻率段內各采樣頻率上的損傷（=單循環損傷*循環次數），然后再疊加。
從上面的定義可知，重點在于確定循環次數以及單次循環的損傷量。
單次循環的損傷量可以由該頻率下的應力結果和材料的SN曲線確定。
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正弦振動可分為定頻振動和掃頻振動兩種類型。振動頻率始終不變的試驗叫定頻振動。一般是 模擬轉速固定的旋轉機械引起的振動，或結構固有頻率處的振動。定頻振動主要用于耐 共振頻率振動和耐預定頻率振動。掃頻振動試驗的頻率將按一定的規律發 生變化，根據掃頻速度的不同可以分為線性掃頻和對數掃頻兩種。
Step2：疲勞計算
基于材料的 S-N 曲線和 Miner累積損傷準則，用N-code應力疲勞分析求解器求解， 選擇 Goodman 修正法對疲勞平均應力進行修正，最終獲得定頻振動 3 個振動方向疊加的結構損傷云圖。
id=ac2vp83q7dfe9kkuavv48irbbk29qk18" target="_blank" rel="nofollow">【OptiStruct要領】掃頻/定頻疲勞以及隨機振動疲勞</a>
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</div><p>慣性載荷、頻響分析、隨機振動分析、疲勞計算，一套流程完成。
5、動力電池的定頻振動分析
電池包在固定頻率下的定頻振動分析，查看位移和應力結果。
6、動力電池的疲勞分析
電池包在確定振動條件和時長下的疲勞分析，查看損傷和壽命結果。
振動又分為正弦振動、隨機振動、復合振動、掃描振動、定頻振動。描述振動的主要參數有：振幅、速度、加速度。單頻正弦振動頻率為f時，振幅單峰值為D，則其速度單峰值為 ，加速度單峰值為。
在現場或實驗室對振動系統的實物或模型進行的試驗。振動系統是受振動源激勵的質量彈性系統，如機器、結構或其零部件、生物體等。
一般這些激勵按頻率變化 又有定頻和變頻之分，因此正弦振動中常用定頻振動及 掃頻振動來模擬此類實際狀況。隨機振動則主要是模擬 汽車行駛在公路上時各零部件遭受的振動環境。一般隨 機振動適用于本身固有頻率較高或者分布在較寬頻帶的 電子電氣設備，總體考察這些設備的抗振動性能。
定頻分析，將工況33Hz設置成振動頻率，加速度70m/s^2，根據這兩個初級輸入，計算定頻振動的振幅。使用這個定頻振動，計算上下，前后，左右三個方向的定頻分析。表格中數據單位為Mpa。設計選用材料的屈服極限為170.1Mpa。
掃頻分析，掃頻范圍17-200Hz，頻率變化按照線性規律。掃頻過程，就是尋找200Hz以下的系統共振頻率。
分別對Pack的3個軸方向進行12h的隨機和2h定頻振動測試。（1）Z方向，正弦掃頻，Z方向隨機振動，正弦掃頻，Z方向定頻振動；（2）Y方向，正弦掃頻，Y方向隨機振動，正弦掃頻，Y方向定頻振動；（3）X方向，正弦掃頻，X方向隨機振動，正弦掃頻，X方向定頻振動。
定頻分析，將工況33Hz設置成振動頻率，加速度70m/s^2，根據這兩個初級輸入，計算定頻振動的振幅。使用這個定頻振動，計算上下，前后，左右三個方向的定頻分析。表格中數據單位為Mpa。設計選用材料的屈服極限為170.1Mpa。
掃頻分析，掃頻范圍17-200Hz，頻率變化按照線性規律。掃頻過程，就是尋找200Hz以下的系統共振頻率。
優缺點對比：
仍然有部分公司在使用定頻振動試驗(如120Hz Z軸10g/X軸8g/Y軸2g)，這種試驗規定了單一的正弦振動激勵。
3. 定頻試驗載荷錯過了哪些信息？
這種試驗的局限性在于：只對單一頻率的振動環境進行考察，其它頻率的振動均被忽略，與實際應用差異很大。
因此，定頻振動試驗與實際應用環境沒有關聯性，即便試驗通過也不能證明產品在應用中不會失效。
