隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的案例
關(guān)于隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的探討 附隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)應(yīng)用技術(shù)胡志強(qiáng)下載
隨機(jī)振動(dòng)是隔振器在選型時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到的一種振動(dòng)類型。現(xiàn)實(shí)中隨機(jī)振動(dòng)到處可見，如車輛在路面上行駛時(shí)，路面產(chǎn)生的振動(dòng)就是一種很典型的隨機(jī)振動(dòng)；除此之外，還有高鐵在軌道上行駛時(shí)的振動(dòng)，高層建筑在陣風(fēng)或地震作用下發(fā)生的振動(dòng);飛機(jī)在飛行時(shí)的振動(dòng)；船舶在波浪中的振動(dòng)都是隨機(jī)振動(dòng)。很多國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)備以及隔振器的可靠性和疲勞壽命的驗(yàn)證也是通過(guò)隨機(jī)振動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
隨機(jī)振動(dòng)是指任意時(shí)刻的振動(dòng)大小不能預(yù)先確定，其波形隨時(shí)間的變化沒有規(guī)律的振動(dòng)，無(wú)法用確定性函數(shù)表示。隨機(jī)振動(dòng)的單次試驗(yàn)結(jié)果有不確定性和不重復(fù)性，但相同條件下的多次試驗(yàn)卻有內(nèi)在的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。一般要用概率統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)行描述。
圖1 隨機(jī)振動(dòng)波形
隨機(jī)振動(dòng)也可以認(rèn)為是由無(wú)數(shù)個(gè)正弦振動(dòng)組成的，但是這些正弦振動(dòng)的頻率不是離散的，而是在一定范圍內(nèi)連續(xù)分布，通常用功率譜密度（PSD）、均方根值（或稱有效值）來(lái)表達(dá)。
在隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)控制試驗(yàn)，如圖2所示。加速度密度譜PSD表示隨機(jī)信號(hào)通過(guò)中心頻率的均方值，并無(wú)實(shí)際現(xiàn)實(shí)意義。總的加速度均方值表示總振級(jí)，既總能量。
圖2 PSD曲線及頻譜
在實(shí)際的隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)中，通常根據(jù)產(chǎn)品的使用環(huán)境來(lái)選擇相應(yīng)的振動(dòng)量級(jí)進(jìn)行試驗(yàn)，但是對(duì)于兩個(gè)不同的隨機(jī)振動(dòng)，哪個(gè)振動(dòng)量級(jí)更高，對(duì)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)振動(dòng)更嚴(yán)苛，可以通過(guò)計(jì)算總的加速度均方根值（有效值）來(lái)比較。
影響振動(dòng)臺(tái)的幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)
隨機(jī)振動(dòng)臺(tái)是進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的必要載體，振動(dòng)臺(tái)的一些關(guān)鍵指標(biāo)決定了能否實(shí)現(xiàn)預(yù)定試驗(yàn)的能力：
試驗(yàn)推力：試驗(yàn)推力對(duì)試驗(yàn)起著決定性的作用，所需推力超過(guò)額定推力則試驗(yàn)不能進(jìn)行，但是推力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于額定推力，容易造成資源浪費(fèi)。
展開 隨機(jī)振動(dòng)基礎(chǔ)（一）
隨機(jī)振動(dòng)基礎(chǔ)（一）
概述
隨機(jī)振動(dòng)是指一種振動(dòng)波形雜亂．對(duì)未來(lái)任何一個(gè)給定時(shí)刻其瞬時(shí)值不能預(yù)先確定，其波形隨時(shí)間的變化顯示不出一定規(guī)律的振動(dòng)。
例如：汽車在凹凸路面上行駛時(shí)的振動(dòng)，飛機(jī)在陣風(fēng)中飛行時(shí)的振動(dòng)，船舶在波浪中的振動(dòng)。
隨機(jī)振動(dòng)是由若干正弦振動(dòng)組成，各正弦振動(dòng)的振幅與相位變化隨時(shí)間變化具有不可預(yù)測(cè)性。隨機(jī)振動(dòng)不能用一個(gè)確切的時(shí)變函數(shù)來(lái)表示，而只能用統(tǒng)計(jì)學(xué)的觀點(diǎn)和概率論的辦法來(lái)描述。
對(duì)隨機(jī)振動(dòng)的基本特征不能用振動(dòng)測(cè)量中常用的振動(dòng)幅、頻率、相位等來(lái)表示，通常隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的試驗(yàn)條件（嚴(yán)酷等級(jí)）是由試驗(yàn)頻率范圍 (Hz)、功率譜密度 (g2/Hz)、功率譜密度的頻譜、總均方根加速度 (Grms)、試驗(yàn)時(shí)間四個(gè)參數(shù)組成。
（下文由于公式無(wú)法粘貼，直接上ppt圖片，其實(shí)很想吐槽一下技術(shù)鄰這個(gè)文本編輯器，還是算了）
在實(shí)際的隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)中，我們可以通過(guò)計(jì)算總的加速度均方值大小的方法來(lái)判斷振動(dòng)量表中，哪個(gè)振動(dòng)級(jí)更高，哪個(gè)對(duì)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)振動(dòng)更嚴(yán)酷。
隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)中，均方值加速度有效值也就是 總的加速度均方值，其計(jì)算公式如下：
例如下表所示，在excel中編輯計(jì)算均方值加速度有效值。
展開 可靠性工程師應(yīng)該了解的振動(dòng)試驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí) 附工程振動(dòng)基礎(chǔ)下載
載荷識(shí)別也叫環(huán)境預(yù)測(cè)，它可為分析系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)和振動(dòng)原因等提供數(shù)據(jù)。大型結(jié)構(gòu)承受的載荷非常復(fù)雜，很難直接測(cè)定，但可以通過(guò)結(jié)構(gòu)的響應(yīng)信號(hào)和系統(tǒng)已知的數(shù)學(xué)模型來(lái)反推系統(tǒng)承受的載荷，再根據(jù)各種工況下得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和綜合，最終得到載荷譜。振源的性質(zhì)和傳播途徑可以用功率譜分析或相關(guān)分析方法得出。
振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)
為了了解產(chǎn)品的耐振壽命和性能指標(biāo)的穩(wěn)定性，錄找可能引起破壞或失效的薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)在模擬實(shí)際環(huán)境的振動(dòng)、沖擊條件下進(jìn)行的考核試驗(yàn)。定型產(chǎn)品的試驗(yàn)規(guī)范通常已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，新產(chǎn)品要制定合適的試驗(yàn)方法。
試驗(yàn)方法分兩大類：
①標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn),包括耐預(yù)定頻率試驗(yàn)、耐共振試驗(yàn)、正弦掃描試驗(yàn)、寬帶隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、聲振試驗(yàn)和運(yùn)輸試驗(yàn)等；
②非標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，包括瞬態(tài)波形振動(dòng)試驗(yàn)、窄帶隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)、隨機(jī)波再現(xiàn)試驗(yàn)、正弦波和隨機(jī)波混合試驗(yàn)等。
振動(dòng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析
試驗(yàn)得到的大量原始數(shù)據(jù)必須經(jīng)過(guò)各種處理，才能作為工程設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)資料。試驗(yàn)的原始記錄數(shù)據(jù)是參量的時(shí)間歷程（位移、速度或加速度等量值同時(shí)間的關(guān)系），通過(guò)直觀分析可將數(shù)據(jù)分為瞬態(tài)的、周期的、隨機(jī)或非隨機(jī)持續(xù)非周期的三種，進(jìn)而在時(shí)域（包括時(shí)差域，即自變量為兩信號(hào)的時(shí)間差）、頻域和幅值域三大域中進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、相關(guān)分析和譜分析，從而得到表征時(shí)間歷程特征的各種函數(shù)。處理方法可分為模擬量處理法和數(shù)字量處理法。前者設(shè)備簡(jiǎn)單，但精度較差，處理時(shí)間長(zhǎng)；后者需將原始記錄的模擬量變換為數(shù)字量后用數(shù)字計(jì)算機(jī)處理，由于精度很高，速度極快，所以隨著各種功能齊全的專用數(shù)據(jù)處理機(jī)（如快速傅里葉分析儀）的出現(xiàn)，數(shù)字量處理法已逐漸取代了模擬量處理法。
下載地址：工程振動(dòng)基礎(chǔ)
展開 結(jié)構(gòu)振動(dòng)、沖擊、碰撞計(jì)算、動(dòng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)、振動(dòng)疲勞分析與振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)模擬
3.2動(dòng)力設(shè)計(jì)分析方法（DDAM）
4、時(shí)域分析法
5、沖擊響應(yīng)譜轉(zhuǎn)時(shí)域載荷的方法
6、我國(guó)軍標(biāo)與德國(guó)軍標(biāo)中沖擊載荷的取用規(guī)則
工程實(shí)例-1：船用配電箱的沖擊響應(yīng)譜分析
工程實(shí)例-2：船用配電箱的DDAM分析
工程實(shí)例-3：沖擊載荷作用下船用配電箱的時(shí)程響應(yīng)計(jì)算
結(jié)構(gòu)振動(dòng)高級(jí)分析技術(shù)
1、非一致（多點(diǎn)）激勵(lì)問題的模擬計(jì)算
2、基于加速度法的結(jié)構(gòu)振動(dòng)計(jì)算
3、基于位移法的結(jié)構(gòu)振動(dòng)計(jì)算
4、基于大質(zhì)量法的結(jié)構(gòu)振動(dòng)計(jì)算
5、基于大剛度法的結(jié)構(gòu)振動(dòng)計(jì)算
工程實(shí)例-1：質(zhì)量點(diǎn)-彈簧振動(dòng)系統(tǒng)的加速度法模擬
工程實(shí)例-2：質(zhì)量點(diǎn)-彈簧振動(dòng)系統(tǒng)的位移法模擬
工程實(shí)例-3：質(zhì)量點(diǎn)-彈簧振動(dòng)系統(tǒng)的大質(zhì)量法模擬
工程實(shí)例-4：質(zhì)量點(diǎn)-彈簧振動(dòng)系統(tǒng)的大剛度法模擬
工程實(shí)例-5：基于加速度法的高層建筑地震響應(yīng)模擬
工程實(shí)例-6：基于大質(zhì)量法的大跨剛構(gòu)橋地震非一致激勵(lì)動(dòng)力分析
工程實(shí)例-7：基于位移法的大跨度橋梁的地震非一致激勵(lì)動(dòng)力分析
結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)模擬技術(shù)
1、概述
2、振動(dòng)臺(tái)與結(jié)構(gòu)模型的連接
3、oct/min和dB/oct的含義及其在ANSYS中的定義方法
4、正弦定頻試驗(yàn)模擬方法
5、正弦掃頻試驗(yàn)模擬方法
6、隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)模擬方法
7、沖擊試驗(yàn)模擬方法
8、時(shí)域激勵(lì)振動(dòng)試驗(yàn)的模擬方法
工程實(shí)例-1：貨架結(jié)構(gòu)正弦掃頻的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)模擬
工程實(shí)例-2：核安全殼沖擊試驗(yàn)的大質(zhì)量法模擬
工程實(shí)例-3：電動(dòng)汽車動(dòng)力電池箱隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)仿真
工程實(shí)例-4：基于位移輸入的建筑縮尺模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)過(guò)程的時(shí)域仿真計(jì)算方法
結(jié)構(gòu)動(dòng)力優(yōu)化
1、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介
2、優(yōu)化設(shè)計(jì)中常用術(shù)語(yǔ)
展開 
隨機(jī)振動(dòng)中Grms值的計(jì)算
來(lái)源：可靠性與環(huán)境試驗(yàn)微信公眾號(hào)（ID：kkaoxhj）
對(duì)于隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)中，許多人不了解總均方根加速度Grms及功率譜密度PSD之間如何轉(zhuǎn)換，現(xiàn)介紹一下簡(jiǎn)單的計(jì)算方法，為大家做一個(gè)參考。
隨機(jī)振動(dòng)目標(biāo)譜圖例
振動(dòng)試驗(yàn)中關(guān)于Grms值的計(jì)算，對(duì)于判定現(xiàn)有設(shè)備能否滿足試驗(yàn)要求及開展是必需的。
一
隨機(jī)振動(dòng)及其參數(shù)
隨機(jī)振動(dòng)是一種波形雜亂，給定時(shí)刻其瞬時(shí)值不確定，波形隨時(shí)間呈不規(guī)律變化的振動(dòng)。
隨機(jī)振動(dòng)是由若干正弦振動(dòng)組成，各正弦振動(dòng)的振幅與相位變化隨時(shí)間變化具有不可預(yù)測(cè)性。不能用振動(dòng)測(cè)量中常用的振動(dòng)幅、頻率、相位等來(lái)表示，通常隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的試驗(yàn)條件（嚴(yán)酷等級(jí)）是由試驗(yàn)頻率范圍 (Hz)、功率譜密度 (g2/Hz)、功率譜密度的頻譜、總均方根加速度 (Grms)、試驗(yàn)時(shí)間四個(gè)參數(shù)組成。
二
相關(guān)概念
方根均值：在f1 和f2 區(qū)間內(nèi)單值函數(shù)的方均根值，是在該區(qū)間內(nèi)的函數(shù)值的平方的平均值的平方根值。通常用rms表示。
總均方根加速度 (Grms)：均方根加速度指，通過(guò)頻譜曲線下面的面積開根號(hào)的值。一般振動(dòng)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中會(huì)提供相關(guān)值做參考。
展開 夾具強(qiáng)迫隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)分析
利用MSC/ NASTRAN 和PATRAN 軟件建立了某微型發(fā)動(dòng)機(jī)在隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)夾具的有限元計(jì)算模型,進(jìn)行了強(qiáng)迫隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)分析,為縮短夾具的設(shè)計(jì)周期,提高設(shè)計(jì)水平,提供了一種新的途徑;對(duì)于基礎(chǔ)加速度激勵(lì),采用了大質(zhì)量法.
夾具強(qiáng)迫隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)分析.pdf
abaqus隨機(jī)響應(yīng)分析
一、 為什么要進(jìn)行隨機(jī)響應(yīng)分析？
從需要和可能兩方面來(lái)講。
1、較早期的汽車，飛機(jī)等都采用活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，它產(chǎn)生的振動(dòng)接近于正弦振動(dòng)，所以正弦定頻和掃頻試驗(yàn)基本滿足它們的要求。但后來(lái)發(fā)展了噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭式發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過(guò)測(cè)量分析，它們引起的振動(dòng)主要成分是隨機(jī)振動(dòng)。以聲音來(lái)說(shuō)明，音叉的聲音基本是單音，相當(dāng)于單頻振動(dòng)；而如鋼琴，小提琴等樂器和諧的聲音，相當(dāng)于我們前面說(shuō)到的周期振動(dòng)；而不和諧的噪聲如我們聽到的噴氣飛機(jī)或在高速公路邊上聽到的噪聲，則相當(dāng)于隨機(jī)振動(dòng)。隨著噴氣式，火箭式發(fā)動(dòng)機(jī)功率的加大，引起的隨機(jī)振動(dòng)強(qiáng)度不斷提高。為了保證裝在噴氣飛機(jī)、火箭、飛船上的設(shè)備的工作可靠性，就必須進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)。
2、進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)，振動(dòng)臺(tái)本身沒有太大的問題，問題在于控制系統(tǒng)。因?yàn)?em>隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的信號(hào)分析計(jì)算較復(fù)雜，必須要用電腦才能完成。只有在小型計(jì)算機(jī)（上世紀(jì)70年代）和微機(jī)（80年代）發(fā)明和普及以后，隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)技術(shù)才有可能發(fā)展和普及。
嚴(yán)格的說(shuō)，實(shí)際使用中遇到的振動(dòng)一般都是隨機(jī)振動(dòng)。利用隨機(jī)振動(dòng)來(lái)考核產(chǎn)品才能更真實(shí)地反映產(chǎn)品對(duì)振動(dòng)環(huán)境的適應(yīng)性和考核其結(jié)構(gòu)的完好性，隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)普及后是否正弦振動(dòng)試驗(yàn)就不重要了呢？不是，這兩種試驗(yàn)各有獨(dú)到之處。一般而言，正弦振動(dòng)以解決結(jié)構(gòu)局部(Local)耐振能力(以受力Force為主)，因?yàn)樗且粋€(gè)頻率一個(gè)頻率的處理振動(dòng)問題；隨機(jī)振動(dòng)則結(jié)構(gòu)整體(Globle)耐振能力(以能量Energy為主)，從整個(gè)頻率范圍的總振動(dòng)能量處理振動(dòng)問題。在應(yīng)用上，若是在設(shè)計(jì)初期為了尋找設(shè)計(jì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特性(如自然頻率、阻尼系數(shù)等)，正弦振動(dòng)可以有較好的結(jié)果。但是從驗(yàn)證產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用時(shí)的耐振能力而言，隨機(jī)振動(dòng)是比較接近現(xiàn)實(shí)世界的振動(dòng)情形。一般的說(shuō)正弦振動(dòng)試驗(yàn)適合于試件的最初分析階段，而隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)用于最終階段。
二、 如何進(jìn)行隨機(jī)響應(yīng)分析？
展開 鐵路車載設(shè)備國(guó)標(biāo)實(shí)驗(yàn)的隨機(jī)振動(dòng)
鐵路車載設(shè)備國(guó)標(biāo)實(shí)驗(yàn)的隨機(jī)振動(dòng)
國(guó)標(biāo)GBT21563-2008《軌道交通 機(jī)車車輛設(shè)備沖擊和振動(dòng)試驗(yàn)》對(duì)列車車載設(shè)備在振動(dòng)、沖擊方面的設(shè)計(jì)要求提出了明確的標(biāo)準(zhǔn)，要求設(shè)備在裝車運(yùn)行前需要進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)沖擊實(shí)驗(yàn)，在與常規(guī)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)的對(duì)比過(guò)程中，計(jì)算機(jī)仿真方法又體現(xiàn)出了經(jīng)濟(jì)、快捷、數(shù)據(jù)全面的優(yōu)勢(shì)。
隨機(jī)振動(dòng)載荷是能量在頻率范圍內(nèi)進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，國(guó)標(biāo)中以加速度譜密度的形式給出了不同級(jí)別設(shè)備的振動(dòng)載荷——功率譜密度：
除了鐵路車載設(shè)備，隨機(jī)振動(dòng)分析還可以應(yīng)用于汽車、飛機(jī)、航天器等有明顯振動(dòng)問題的領(lǐng)域。采用ABAQUS軟件對(duì)車載設(shè)備進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)分析，首先需要提取結(jié)構(gòu)在關(guān)注頻率范圍內(nèi)的模態(tài)，然后再進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)分析，如下圖所示：
將對(duì)應(yīng)的載荷曲線以Acceleration 類型的Amplitude輸入到設(shè)備的基礎(chǔ)位置：
即可得到結(jié)構(gòu)在激勵(lì)載荷作用下的應(yīng)力、變形位移、加速度場(chǎng)等各種結(jié)果，值得注意的是，輸入的加速度功率譜密度是平方值，因此定義場(chǎng)輸出時(shí)需要提取各場(chǎng)變量的均方根值：
文章轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)：SmartFEA
展開 HALT試驗(yàn)——讓研發(fā)工程師頭疼的可靠性試驗(yàn)
如果產(chǎn)品發(fā)生故障，將振動(dòng)強(qiáng)度降回上一個(gè)臺(tái)階，判斷該失效為運(yùn)行限還是破壞限。
如果試驗(yàn)滿足終止條件后試樣依然沒有失效，則把當(dāng)時(shí)最低的試驗(yàn)條件定為試樣的振動(dòng)運(yùn)行限；如果找到了某個(gè)樣品的運(yùn)行限或操作限，但還沒有達(dá)到試驗(yàn)結(jié)束條件，則更換樣品，繼續(xù)試驗(yàn)。
8、高低溫循環(huán)與步進(jìn)隨機(jī)振動(dòng)結(jié)合的綜合試驗(yàn)
振動(dòng)極限值取步進(jìn)振動(dòng)試驗(yàn)中的操作限。
（1）高、低溫極限值與純粹的高低溫循環(huán)試驗(yàn)相同；
（2）共計(jì)5個(gè)循環(huán)；
（3）第一個(gè)循環(huán)的振動(dòng)設(shè)定值為振動(dòng)極限值的五分之一，步長(zhǎng)同樣為振動(dòng)極限值的五分之一；
（4）推薦每個(gè)振動(dòng)臺(tái)階完畢，把振動(dòng)值調(diào)至5±3Grms，并做功能測(cè)試，有利于故障的暴露；
（5）在每個(gè)溫度停留點(diǎn)進(jìn)行完整的功能測(cè)試，可能的話全程監(jiān)視產(chǎn)品性能。
í?1
í?1 溫度循環(huán)＋振動(dòng)的綜合環(huán)境應(yīng)力剖面
9、低溫與隨機(jī)振動(dòng)結(jié)合的綜合試驗(yàn)（選做）
如果在溫度循環(huán)與隨機(jī)振動(dòng)的綜合試驗(yàn)中試樣在溫度循環(huán)的低溫段出現(xiàn)軟故障，則可以開展本試驗(yàn)項(xiàng)目，用于試驗(yàn)問題的定位。試驗(yàn)分為兩類：
（1）步進(jìn)振動(dòng)的低溫試驗(yàn)
溫度取低溫操作限或略高5℃，進(jìn)行步進(jìn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)，試驗(yàn)步驟與“步進(jìn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)”相同。振動(dòng)極限值取試樣的振動(dòng)運(yùn)行限或略低5G。
（2）步進(jìn)低溫的振動(dòng)試驗(yàn)
振動(dòng)取振動(dòng)操作限或略低5G，進(jìn)行步進(jìn)低溫試驗(yàn)，試驗(yàn)步驟與“步進(jìn)低溫工作試驗(yàn)”相同。溫度極限值取試樣的溫度運(yùn)行限或略低5℃。
10、高溫與隨機(jī)振動(dòng)結(jié)合的綜合試驗(yàn)（選做）
如果在溫度循環(huán)與隨機(jī)振動(dòng)的綜合試驗(yàn)中試樣在溫度循環(huán)的高溫段出現(xiàn)軟故障，則可以開展本試驗(yàn)項(xiàng)目，用于試驗(yàn)問題的定位。試驗(yàn)分為兩類：
（1）步進(jìn)振動(dòng)的高溫試驗(yàn)
溫度取高溫操作限或略低5℃，進(jìn)行步進(jìn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)，試驗(yàn)步驟與“步進(jìn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)”相同。
展開 仿真APP在電路板隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用
圖1 PCB（印制電路板）（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）
在PCB的實(shí)際應(yīng)用中，可能會(huì)受到來(lái)自機(jī)械振動(dòng)、運(yùn)輸過(guò)程、噪聲激勵(lì)等因素引起的隨機(jī)振動(dòng)，它對(duì)印制電路板的電氣連接和信號(hào)穩(wěn)定傳輸?shù)刃阅墚a(chǎn)生顯著影響。因此，需要通過(guò)隨機(jī)振動(dòng)分析，預(yù)測(cè)和評(píng)估PCB在這些隨機(jī)振動(dòng)環(huán)境下的行為。
在印制板電子器件封裝中，焊點(diǎn)作為電子器件與PCB基板之間的關(guān)鍵連接，承擔(dān)著傳遞電信號(hào)、散熱、結(jié)構(gòu)保護(hù)與支撐等作用，焊點(diǎn)的失效將直接導(dǎo)致器件的失效，從而會(huì)影響到產(chǎn)品的功能和可靠性。根據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，20%的電子設(shè)備失效是由于振動(dòng)導(dǎo)致的，而在這些失效中，焊點(diǎn)失效又是最為主要的原因之一。因此對(duì)封裝器件及其焊點(diǎn)陣列在隨機(jī)振動(dòng)載荷下的應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行分析和評(píng)估，具有重要的工程價(jià)值。
振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)和振動(dòng)仿真是對(duì)印刷電路板動(dòng)力學(xué)特性設(shè)計(jì)和驗(yàn)證的兩種方式。PCB隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)可評(píng)估PCB在實(shí)際使用環(huán)境下的振動(dòng)性能，以確保它在振動(dòng)環(huán)境中的可靠性和穩(wěn)定性，從而滿足相關(guān)國(guó)軍標(biāo)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等的環(huán)境試驗(yàn)要求，如國(guó)軍標(biāo)《GJB150.16A振動(dòng)試驗(yàn)》對(duì)軍用裝備實(shí)驗(yàn)室振動(dòng)試驗(yàn)的試驗(yàn)方法、載荷工況等都有明確的說(shuō)明和要求。但振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)需要有物理樣機(jī)作為被測(cè)對(duì)象，整個(gè)試驗(yàn)的準(zhǔn)備過(guò)程非常耗時(shí)費(fèi)力，成本較高，且對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的反饋太過(guò)滯后。而振動(dòng)仿真分析的手段可彌補(bǔ)振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)的不足，幫助用戶快速、高效、低成本地進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的驗(yàn)證和優(yōu)化迭代，降低物理試驗(yàn)的次數(shù)和成本。
圖2 振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)的仿真替代
二、仿真APP解決方案
對(duì)于PCB隨機(jī)振動(dòng)仿真分析，需要使用者具備一定的動(dòng)力學(xué)理論知識(shí)和分析經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行合適的仿真參數(shù)設(shè)置，才能確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。
展開 氣流支撐裝置ABAQUS隨機(jī)振動(dòng)分析方法與試驗(yàn)對(duì)比探討
裝置簡(jiǎn)介：
為取得氣流脈動(dòng)對(duì)試驗(yàn)件在流場(chǎng)中的動(dòng)態(tài)性能影響，特制作了如圖所示的裝置，裝置主要由試驗(yàn)件、測(cè)力天平、支桿和基座組成。
支桿固定于基座上，支桿前段安裝一測(cè)力天平，天平前段安裝試驗(yàn)件，整個(gè)裝置固定于氣流通道的正前方地面。試驗(yàn)時(shí)當(dāng)氣流的速度穩(wěn)定后，采集天平數(shù)據(jù)，測(cè)得在氣流脈動(dòng)情況下作用于試驗(yàn)件上力的變化，同時(shí)在支桿上布置振動(dòng)傳感器測(cè)量支桿隨機(jī)振動(dòng)情況（加速度響應(yīng)）。
2. ABAQUS隨機(jī)振動(dòng)分析
為結(jié)合試驗(yàn)對(duì)裝置進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)分析，由于ABAQUS軟件裝配分析功能較強(qiáng)大，我想用ABAQUS對(duì)裝置進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)分析。
目的：利用采集到得天平隨機(jī)力載荷作為激勵(lì)，分析得到支桿隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)情況，與試驗(yàn)測(cè)得的相應(yīng)部位響應(yīng)情況進(jìn)行對(duì)比。
步驟如下：
⑴在ABAQUS中建立裝配體有限元模型。
⑵第一步對(duì)整個(gè)裝配體模型進(jìn)行模態(tài)分析（step-1 Frequency）
⑶第二步建立隨機(jī)振動(dòng)分析步（step-2 Random response）
3. 問題：
⑴這個(gè)分析思路對(duì)不對(duì)？
展開 
利用ANSYS動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù)研究行波管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
[/p][p=22, null, left]2.4 隨機(jī)振動(dòng)分析[/p][p=22, null, left] 為了進(jìn)一步證明有支架模型抗振動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上對(duì)兩種模型分別進(jìn)行了隨機(jī)振動(dòng)分析，根據(jù)實(shí)際行波管的隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)條件，將載荷定義為隨機(jī)載荷，采用ANSYS軟件中的Random Vibration模塊進(jìn)行分析。[/p]
[p=22, null, left]通過(guò)對(duì)行波管整管的無(wú)支架結(jié)構(gòu)和有支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)分析，得出了整管的模態(tài)分析數(shù)據(jù)、窗結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力和最大位移的分析數(shù)據(jù)，結(jié)果表明無(wú)支架模型比有支架模型比較容易發(fā)生共振，有支架結(jié)構(gòu)窗結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力和最大位移遠(yuǎn)小于無(wú)支架結(jié)構(gòu)，同時(shí)利用與試驗(yàn)比較證明了有支架模型抗振動(dòng)性更強(qiáng)、可靠性更高，也說(shuō)明有支架模型的設(shè)計(jì)分析合理性。[/p]
展開 某型電動(dòng)汽車電池包結(jié)構(gòu)安全性研究
3.電池包隨機(jī)振動(dòng)分析
汽車在行駛過(guò)程中受到很多振動(dòng)激勵(lì)源，振動(dòng)情況也很復(fù)雜，所以，用隨機(jī)振動(dòng)來(lái)模擬電池包的振動(dòng)特性。將電池包受到的振動(dòng)來(lái)源分解為X，Y，Z共3個(gè)方向的功率譜密度。本文針對(duì)5~200Hz之間的頻率以對(duì)數(shù)掃頻的方法對(duì)電池包結(jié)構(gòu)進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)分析，隨機(jī)振動(dòng)結(jié)果如圖9—圖11所示。 圖9為電池包在X方向上的RMS應(yīng)力云圖，最大值為3.05MPa，出現(xiàn)在電池包下箱體底部位置；圖10為電池包在Y方向上的RMS應(yīng)力云圖，最大值為7.49MPa，出現(xiàn)在電池包下箱體兩側(cè)吊耳位置；圖11為電池包在Z方向上的RMS應(yīng)力云圖，最大值為14.95MPa，出現(xiàn)在電池包下箱體兩側(cè)吊耳、頂部位置。可以認(rèn)為X，Y，Z方向上的RMS應(yīng)力最大值均小于材料的抗拉應(yīng)力，滿足強(qiáng)度要求。
4.電池包振動(dòng)試驗(yàn)驗(yàn)證
試驗(yàn)根據(jù)GB/T31467.3關(guān)于蓄電池包或系統(tǒng)的振動(dòng)試驗(yàn)要求進(jìn)行。按試驗(yàn)要求將電池箱固定于振動(dòng)試臺(tái)上。實(shí)驗(yàn)掃頻條件和隨機(jī)振動(dòng)條件如表2、表3所示。
分別對(duì)Pack的3個(gè)軸方向進(jìn)行12h的隨機(jī)和2h定頻振動(dòng)測(cè)試。（1）Z方向，正弦掃頻，Z方向隨機(jī)振動(dòng)，正弦掃頻，Z方向定頻振動(dòng)；（2）Y方向，正弦掃頻，Y方向隨機(jī)振動(dòng)，正弦掃頻，Y方向定頻振動(dòng)；（3）X方向，正弦掃頻，X方向隨機(jī)振動(dòng)，正弦掃頻，X方向定頻振動(dòng)。試驗(yàn)過(guò)程中，監(jiān)控電芯的電壓和溫度等信號(hào)，試驗(yàn)結(jié)束后，觀察2h，觀察電池包無(wú)機(jī)械損壞，未發(fā)現(xiàn)漏液、起火、短路、爆炸現(xiàn)象；測(cè)試前后，電芯溫度、電壓、絕緣阻抗均正常，在振動(dòng)測(cè)試過(guò)程中無(wú)異常現(xiàn)象出現(xiàn)，電池包通過(guò)振動(dòng)測(cè)試。由圖12—圖14可知，發(fā)生共振的最高峰為電池包的試驗(yàn)模態(tài)，經(jīng)計(jì)算可得，Z方向模態(tài)為56.5Hz，Y方向模態(tài)為118Hz，X方向模態(tài)為155Hz。將試驗(yàn)測(cè)試的模態(tài)與仿真計(jì)算的模態(tài)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比如表4所示，表明仿真結(jié)果可靠。
展開 關(guān)于舉辦Workbench結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度、振動(dòng)、沖擊、疲勞試驗(yàn)模擬有限元計(jì)算方法與工程應(yīng)用線上培訓(xùn)班的通知
正弦掃頻試驗(yàn)與仿真模擬計(jì)算※
工程實(shí)例九（電機(jī)殼體諧響應(yīng)計(jì)算）※
工程實(shí)例十（承載平臺(tái)諧響應(yīng)計(jì)算）※
7
響應(yīng)譜分析
響應(yīng)譜計(jì)算目的及理論基礎(chǔ)
時(shí)域載荷譜與響應(yīng)譜的轉(zhuǎn)換
響應(yīng)譜計(jì)算中的模態(tài)合并方法
沖擊響應(yīng)譜試驗(yàn)與仿真模擬計(jì)算※
工程實(shí)例十一（載荷譜轉(zhuǎn)化）※
工程實(shí)例十二（鋼結(jié)構(gòu)抗震有限元分析）※
8
隨機(jī)振動(dòng)分析
隨機(jī)振動(dòng)分析目的及理論基礎(chǔ)
時(shí)域載荷與頻域載荷的轉(zhuǎn)化
隨機(jī)振動(dòng)的載荷施加及計(jì)算設(shè)置
隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)與仿真模擬計(jì)算※
工程實(shí)例十三（電機(jī)殼體的隨機(jī)振動(dòng)計(jì)算）※
工程實(shí)例十四
展開 【隨機(jī)振動(dòng)】車載氣瓶Abaqus時(shí)域隨機(jī)振動(dòng)仿真（考慮內(nèi)壓與螺栓預(yù)緊） ￥89.9
圖1-車載氣瓶
隨機(jī)振動(dòng)在Abaqus中有3中常用的分析方法：
圖2-Abaqus中隨機(jī)振動(dòng)的常用方法與適用性
車載氣瓶裝配結(jié)構(gòu)要考慮接觸非線性，采用基于顯式動(dòng)力學(xué)分析的時(shí)域方法。氣瓶是采用傳統(tǒng)材料的金屬氣瓶，首先通過(guò)Standard靜力學(xué)分析計(jì)算氣瓶裝配結(jié)構(gòu)在重力、U型螺桿預(yù)緊力、氣瓶?jī)?nèi)壓下的應(yīng)力狀態(tài)和變形情況。
圖3-氣瓶裝配結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析
圖4-靜力學(xué)應(yīng)力
圖5-靜力學(xué)變形
復(fù)制靜力學(xué)模型，更改分析步為Explicit，通過(guò)預(yù)定義場(chǎng)的初始狀態(tài)導(dǎo)入將Standard模型計(jì)算出來(lái)的靜力學(xué)應(yīng)力變形狀態(tài)導(dǎo)入Explicit分析模型，用于時(shí)域隨機(jī)振動(dòng)分析。
圖6-初始狀態(tài)導(dǎo)入
Y向施加隨機(jī)振動(dòng)加速度信號(hào)。
圖7-隨機(jī)振動(dòng)時(shí)域加速度信號(hào)
圖8-氣瓶隨機(jī)振動(dòng)最大應(yīng)力674.2MPa
付費(fèi)文件說(shuō)明：隨機(jī)振動(dòng)需要先得到裝配狀態(tài)的氣瓶應(yīng)力應(yīng)變、變形，因此需要先求解靜力學(xué)模型（AIRT-STD.inp），再求解隨機(jī)振動(dòng)模型（AIRT-XPL_Y.inp），可以直接運(yùn)行批處理文件自動(dòng)執(zhí)行依次求解。
用文本編輯器可以打開就可以查看關(guān)鍵字設(shè)置與模型定義了。該模型涉及standard到explicit的初始狀態(tài)導(dǎo)入，AbaqusGUI界面目前不支持讀入涉及狀態(tài)導(dǎo)入的關(guān)鍵字。如果想在界面下直觀地看動(dòng)力學(xué)的模型設(shè)置，也可以將STD inp文件中end assembly前的內(nèi)容合并到XPL inp文件中去!!!
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