半正弦沖擊的案例
四種流行的電動汽車電池振動測試標準
振動測試模擬了運輸電池的典型振動，并對三種可能的垂直安裝位置進行了3小時以上的掃頻正弦測試。沖擊試驗在三個垂直安裝位置各施加3個正方向和3個負方向的半正弦沖擊（共18個沖擊）。
UN38.3掃頻正弦目標譜(晶鉆EDM截圖)
機箱主板振動響應測試 ￥800
<p>電子設備在承受特定的沖擊載荷后，通常必須經過認證才能運行。與進行實際的物理測試相比，執行數值仿真成本更低，周轉時間更短。在許多情況下，沒有必要執行完整的非線性接觸分析，而是根據給定的加速度歷史記錄來指定要求。常見的沖擊規范是給定周期和峰值，加速度表現為半正弦函數。本案例模擬了半正弦沖擊荷載下計算機主板的動力響應，模擬結果如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202301/6204afb866a448e39a0a16d218f6e3a3.gif" alt="Untitled1.gif"></p><p class="ql-align-center"><strong>主板位移響應</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202301/d16f49c2b5bc4e2b84837a6bebd25616.gif" alt="Untitled2.gif"></p><p class="ql-align-center"><strong>主板應力響應</strong></p><p>感興趣的朋友，可下載模型源文件，歡迎交流</p>
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，根據計算得到的應力和應變結果，來判定電池包抵抗機械沖擊載荷的能力是否滿足國標要求。根據GB/T 31467.3－2017《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統第3部分：安全性要求與測試方法》中的規定，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。要求電池包系統無電解液泄漏、著火或爆炸的現象。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部的零部件破壞。
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展開 運用小型重啟動（small restart）方法進行多次沖擊仿真
<p>1、目的：以一個簡單模型為例，通過小型重啟動（small restart）方法進行多次沖擊仿真，為后續完成電池包多次機械沖擊仿真做準備。</p><p>2、舊國標要求（GB/T 31467.3-2015）:對電池包施加25g、15ms的半正弦沖擊波，z軸方向沖擊3次，前一次沖擊完成待電池包穩定后再進行下一次沖擊。</p><p>3、使用到的仿真軟件如下，前處理：HYPERMESH、LSDYNA；求解器：ANSYS APDL；后處理：HYPERVIEW。</p><p>4、現狀：進行一次沖擊仿真，并考慮多次沖擊的影響，采用0.2倍的斷后伸長率或馮米塞斯應力小于許用應力作為評判標準。</p><p>5、方法：（1）生成.K文件進行第一次沖擊仿真分析；（2）完成后修改載荷生成.r文件，并添加關鍵字*Control_Dynamic_Relaxation，并輸入Dump01文件，通過小型重啟動進行動力松弛仿真分析，以消除第一次沖擊動能及彈性應變；（3）完成后再次修改載荷生成.r文件，并輸入Dump02文件，通過小型重啟動進行第二次沖擊仿真分析；（4）依次類推，達到國標要求的沖擊次數。</p><p>6、使用MAT_24材料，關注累計塑性應變情況；使用MAT_15材料，關注累計損傷情況。</p>
展開 
電動車動力電池安全性測試與仿真
3 機械沖擊仿真
機械沖擊測試模擬車輛以較高速度通過障礙物或坑洼時電池包受到的沖擊，試驗裝置如圖3所示。
圖3 機械沖擊測試裝置
機械沖擊測試只考慮Z向載荷，正負Z向各進行6次持續時間為6ms的半正弦沖擊，規定沖擊加速度峰值為7g，容差上限為8.05g，下限為5.95g。
按報批稿規定，電池包在沖擊試驗后不發生泄漏、外殼破裂、起火或爆炸即算合格。實際上這種沖擊工況發生后，用戶有很大可能性不更換電池包而是繼續使用，所以考察標準應適當加嚴，應要求電池包在沖擊試驗后無破損和可見變形、系統功能正常，內部結構無損壞，無安全隱患。對于仿真分析，建議目標值設置為殼體材料等效塑性應變<0.2A，其中A為斷后延伸率。
機械沖擊仿真分析比較簡單，采用Ls-dyna等顯式有限元軟件，將電池包有限元模型約束到一剛性體上，在剛性體上施加加速度波形即可。
機械沖擊試驗要求的加速度峰值為7g，即使按照容差上限，最大也不超過8.05G，但實際車輛在沖擊路沿、高速過坎、通過深坑時，即使有懸架緩沖，電池包的加速度峰值也經常會超過十幾個g。所以建議測試和仿真都將沖擊載荷適當放大，采用峰值20g持續時間為6ms的半正弦加速度波形。如圖4所示。
圖4 報批稿規定的沖擊波形和本文建議波形
4 模擬碰撞仿真
模擬碰撞測試用來再現整車發生正面、后面或側面高速碰撞時電池包的響應，試驗裝置如圖5。
展開 求教hypermesh里怎么施加一個半正弦波
如題
沖擊試驗解決方案
圖2 用m+p SmartOffice測量半正弦沖擊--數據可以在線或離線處理。
大陸汽車在圖盧茲的工廠多年來一直使用m+p測試系統。第一套四通道m+p VibControl-m+p VibPilot 測試系統于2005年購買，第二套于2011年購買，第三套于2012年購買。2014年，該公司將3套測試系統硬件從4個通道升級到8個通道。2017年，大陸汽車增加了一個八通道測試系統，包括m+p VibPilot（以太網前端接口）和包含m+p SmartOffice軟件的Avco機器。今年新增了第四套8通道m+p vibcontrol-m+p VibPilot 測試系統。大陸汽車圖盧茲公司環境測試部門經理Christophe Barthes指出，團隊非常滿意m+p VibControl和m+p SmartOffice軟件中提供的大量不同應用功能。設備可以通過Microsoft Windows定期更新，并會考慮到用戶的獨特需求，以及新的振動標準，從而提供新的功能。無論從培訓到咨詢再到用戶支持和校準，Barthes都得到了來自m+p國際公司優秀的技術支持。每年，m+p國際公司和Sopemea公司根據ISO 17025標準對m+p VibPilot數采前端進行現場校準。除了圖盧茲工廠，在法國和世界各地的其他大陸汽車工廠也配備了m+p國際公司的測試系統。
展開 基于HyperWorks的航炮吊艙加速度沖擊 瞬態響應分析
當載機著陸時，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品進行加速度沖擊分析，由于沖擊環境條件非常復雜，導致應用有限元法對加速度沖擊響應進行計算是一個難于解決的問題。本文首先應用Altair 公司的前處理軟件HyperMesh對結構進行網格劃分，然后應用通用數值分析軟件RADIOSS對航炮吊艙進行直接法加速度沖擊響應分析，對該產品在加速度沖擊及向心預緊力共同作用下的剛度及強度的動力響應進行分析，得到了結構上任意點處應力與變形的時間歷程曲線，縮短了產品研發的周期，對產品的改進設計以及沖擊試驗的進行具有積極的指導作用。
展開 多合一電驅動系統的結構原理及CAE仿真分析
4.5 耐沖擊分析
對多合一電驅動系統進行耐沖擊分析，對其施加半正弦沖擊載荷，載荷值大小分別為沿Z軸方向25g、X軸方向12.5g及Y軸方向12.5g，持續時間為6 s。評價標準為最大應力是否滿足σmax≤σb，仿真分析結果如表10所示。
表10 耐沖擊分析結果
由表10可知，多合一電驅動系統最大應力為21.704 MPa，如圖8(a)所示，滿足要求。屏蔽板最大應力為173.414 MPa，如圖8(b)所示，小于Q235的抗拉強度375～500 MPa，滿足要求。
(a) 多合一電驅動系統
(b) 屏蔽板
圖8 耐沖擊分析最大應力
4.6 疲勞分析
借用上文中掃頻振動分析時X，Y，Z三個方向的輸入條件，分別歷時8 h；隨機振動分析時的輸入條件擴展到沿X，Y，Z三個方向各歷時22 h，將所有結果疊加作為疲勞分析的最終結果。結果顯示，多合一電驅動系統最大疲勞損傷值為5.279×10-4，小于標準值1，滿足要求；屏蔽板最大疲勞損傷值為0.255，大于標準值0.2，根據經驗對此進行評估認為風險可忽略[21-22]。
綜上所述，對改進后的多合一電驅動系統依次進行模態分析、靜力學分析、掃頻振動分析、隨機振動分析、耐沖擊分析和疲勞分析，模態分析結果表明，較改進前一階模態和模態密度均降低，其余五項分析結果均滿足要求。
4.7 討論
改進后多合一電驅動系統模態分析結果顯示，一階模態和模態密度均降低，帶來的影響為屏蔽板同整車其他零部件發生共振的風險增大。針對該多合一電驅動系統模態分析結果進行評價時，在目前開發研究階段，尚無定量的頻率范圍判定優劣。因此，目前不對屏蔽板再次進行結構優化，而采取在屏蔽板安裝孔處增加軟墊的方式減小共振風險。
展開 多合一電驅動系統的結構原理及CAE仿真分析
4.5 耐沖擊分析
對多合一電驅動系統進行耐沖擊分析，對其施加半正弦沖擊載荷，載荷值大小分別為沿Z軸方向25g、X軸方向12.5g及Y軸方向12.5g，持續時間為6 s。評價標準為最大應力是否滿足σmax≤σb，仿真分析結果如表10所示。
表10 耐沖擊分析結果
由表10可知，多合一電驅動系統最大應力為21.704 MPa，如圖8(a)所示，滿足要求。屏蔽板最大應力為173.414 MPa，如圖8(b)所示，小于Q235的抗拉強度375～500 MPa，滿足要求。
(a) 多合一電驅動系統
(b) 屏蔽板
圖8 耐沖擊分析最大應力
4.6 疲勞分析
借用上文中掃頻振動分析時X，Y，Z三個方向的輸入條件，分別歷時8 h；隨機振動分析時的輸入條件擴展到沿X，Y，Z三個方向各歷時22 h，將所有結果疊加作為疲勞分析的最終結果。結果顯示，多合一電驅動系統最大疲勞損傷值為5.279×10-4，小于標準值1，滿足要求；屏蔽板最大疲勞損傷值為0.255，大于標準值0.2，根據經驗對此進行評估認為風險可忽略[21-22]。
綜上所述，對改進后的多合一電驅動系統依次進行模態分析、靜力學分析、掃頻振動分析、隨機振動分析、耐沖擊分析和疲勞分析，模態分析結果表明，較改進前一階模態和模態密度均降低，其余五項分析結果均滿足要求。
4.7 討論
改進后多合一電驅動系統模態分析結果顯示，一階模態和模態密度均降低，帶來的影響為屏蔽板同整車其他零部件發生共振的風險增大。針對該多合一電驅動系統模態分析結果進行評價時，在目前開發研究階段，尚無定量的頻率范圍判定優劣。因此，目前不對屏蔽板再次進行結構優化，而采取在屏蔽板安裝孔處增加軟墊的方式減小共振風險。
展開 慧通測控：電子元器件可靠性檢測項目有哪些?
沖擊試驗：對元器件施加瞬間的沖擊力，如半正弦波沖擊、梯形波沖擊等，考核其承受突發沖擊載荷的能力，檢測其內部結構是否會因沖擊而損壞，性能是否會出現瞬間異常或永久改變。
碰撞試驗：模擬元器件在運輸或使用過程中可能受到的碰撞情況，通過規定的碰撞次數和強度，檢驗其外殼、封裝等的抗碰撞能力，確保元器件在遭受一定程度的碰撞后仍能正常工作。
老化試驗
高溫老化試驗：將元器件置于高溫環境下，如 70℃、85℃等，同時施加一定的電應力，持續較長時間，如幾百小時甚至上千小時，加速元器件的老化過程，提前發現潛在的早期失效問題，篩選出性能不穩定的產品。
功率老化試驗：對元器件施加額定功率或過載功率，在正常工作溫度或略高于正常溫度的條件下進行老化，考核其在長時間功率負載下的可靠性，檢測其是否會出現過熱、性能退化、壽命縮短等問題。
特殊試驗
鹽霧試驗：將元器件暴露在含有鹽霧的環境中，模擬沿海地區或惡劣工業環境中的鹽霧腐蝕條件，檢測其抗腐蝕性能，觀察其表面是否會出現銹蝕、氧化等現象，評估其防護層的有效性和材料的耐鹽霧腐蝕性。
經過對電子元器件可靠性檢測項目的細致梳理與分析，我們清晰認識到每一項檢測都是對元器件性能的深度考驗。北京沃華慧通測控技術有限公司依托先進的檢測設備與創新的檢測方法，精準實施各項檢測項目，為元器件的質量嚴格把關。隨著科技的持續創新，北京沃華慧通測控技術有限公司也將不斷探索前沿檢測技術，助力電子元器件可靠性檢測邁向新高度，為整個電子行業的穩健發展注入源源不斷的動力。
展開 
整車測試：環境機械可靠性測試
測試方法：振動測試
正弦振動：通過振動臺對車輛施加固定頻率的正弦波振動（如 10~200Hz），持續數小時，觀察底盤部件（懸架、減震器、排氣管）、車內緊固件（座椅螺栓、儀表板卡扣）是否松動或異響。
隨機振動：模擬實際路況的隨機振動信號（如 ISO 16750 標準），覆蓋高頻（輪胎噪聲）和低頻（路面起伏）振動，檢測車身焊點、車架是否出現裂紋。
沖擊測試：使用沖擊臺對車輛施加脈沖載荷（如半正弦波沖擊，峰值加速度 50g~100g），模擬路面坑洼或碰撞沖擊，檢查底盤護板、油箱支架等部件的抗沖擊能力。
4. 耐久性道路測試
目的：通過實際道路行駛，驗證整車機械可靠性（如底盤耐久性、車身疲勞強度）。
測試方法：
強化路面測試：在專業試驗場（如比利時路、搓板路、卵石路）連續行駛數千公里，模擬極端路況對車輛的損耗，檢查懸架系統（彈簧、減震器）、轉向系統、車身焊點是否出現疲勞損傷。
長里程公路測試：在高速公路、城市道路等綜合路況下行駛數萬公里，監測發動機、變速箱等機械部件的磨損情況，記錄故障發生頻率。
測試設備與技術標準
（一）核心測試設備
環境機械可靠性測試依賴一系列專業設備。高低溫環境艙需具備寬溫域控制能力和高精度溫濕度調節功能；鹽霧腐蝕試驗箱應符合國際標準，確保測試條件的一致性；振動臺和沖擊臺需提供足夠的載荷和頻率范圍。此外，數據采集與分析設備（如應變儀、紅外熱像儀）、無損檢測工具（超聲波探傷儀）也是不可或缺的組成部分，它們共同構建起完整的測試技術體系。
（二）技術標準體系
測試過程嚴格遵循國內外標準。
展開 從0到1搭建通信設備光模塊可靠性測試體系
?熱沖擊測試：與溫度循環類似，但溫度變化速率更快，通常每分鐘變化20°C到40°C，從而產生更強的熱應力。
這種測試能夠揭示材料界面在快速熱脹冷縮下的結合強度問題，如焊點裂紋、封裝開裂等。
機械可靠性測試方法
機械可靠性測試評估光模塊在振動、沖擊等機械應力下的結構完整性和性能穩定性。這些測試模擬運輸、安裝及使用過程中可能遇到的機械環境，確保光模塊在實際應用中能夠保持可靠的物理連接。
?振動測試：模擬運輸或設備運行中的機械振動環境。測試時，光模塊被固定在振動臺上，按規定的頻率范圍（如5-500Hz）、振幅和持續時間進行掃描。
振動可能導致內部元件松動、連接器接觸不良或光學對準偏移，進而引起光功率波動或鏈路中斷。測試后需檢查外觀結構并驗證光學參數是否在允許范圍內。
?沖擊測試：評估光模塊抵抗突然沖擊或跌落的能力。測試通常采用半正弦波沖擊脈沖，峰值加速度可達500-1500g，脈沖持續時間約0.5-2ms。
這種測試驗證模塊結構強度、元件固定可靠性以及金手指與插槽的連接穩定性。對于需要頻繁插拔的光模塊，沖擊測試尤為重要。
?插拔耐久性測試：針對光模塊接口和光纖連接器的專項測試，模擬實際使用中的反復插拔操作。標準通常要求數百次甚至上千次插拔循環后，連接器仍保持低插入損耗和機械穩定性
測試后需檢查接口磨損情況，并測量插入損耗變化是否超出允許范圍。
表：光模塊常見機械可靠性測試項目
壽命測試與加速老化測試
壽命測試旨在評估光模塊在長期工作條件下的性能衰減特性，為預測其使用壽命提供數據支持。由于實際使用壽命長達5年以上，加速壽命測試成為行業普遍采用的方法，通過提高應力水平（如溫度、電流、濕度）來縮短測試時間。
展開 汽車試驗：汽車行駛記錄儀試驗方法
9.3 沖擊試驗
9.3.1 試驗設備
試驗設備應符合GB/T 2423.5的要求。
9.3.2 試驗方法
預處理：記錄儀按正常工作方式接人信號。
將連接完畢處于工作狀態的記錄儀整機安裝在試驗臺上，在X、Y、Z三方向分別進行峰值加速度為490m/s2，脈沖持續時間為11ms的半正弦波脈沖擊3次。試驗后檢查記錄儀外觀結構、顯示和數據記錄。
10 外殼防護等級試驗
按GB/T 4208規定的方法進行，試驗時記錄儀不通電，試驗后檢查記錄儀的數據記錄和通信功能。
11 抗汽車電點火干擾試驗
11.1 試驗設備
試驗設備應符合如下要求：
a) 放電電極間距為10mm~15mm；
b) 放電頻率為12次/s~200次/s；
c) 放電電壓為10kV~20kV。
11.2 試驗方法
記錄儀與試驗設備共電源連接，在工作狀態置于以放電電極為中心200mm半徑的平面范圍內，且放電電極距記錄儀底面50mm~100mm時，以12次/s~200次/s的放電頻率掃頻，若有異常，在異常頻率點持續試驗5min；若無異常則在60次/s的放電頻率上持續試驗10min。試驗中檢查記錄儀的顯示功能，試驗后檢查記錄儀的數據記錄。
12 靜電放電抗擾度試驗
12.1 試驗裝置
試驗用靜電放電發生器應符合GB/T 19951-2019中第6章的要求。
12.2 試驗方法
試驗時記錄儀處于工作狀態，機殼按使用要求接地。按GB/T 19951-2019中第8章規定進行接觸放電、空氣放電和間接放電試驗。接觸放電電壓為6kV，空氣放電電壓為8kV，間接放電電壓為6kV。接觸放電施加在記錄儀的導電表面，空氣放電施加在記錄儀的絕緣表面，間接放電施加在水平耦合板。接觸放電和空氣放電對選取的每個試驗點至少進行正負各3次放電，每次放電間隔大于或等于1s。
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