ansys振動(dòng)疲勞仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys振動(dòng)疲勞仿真的視頻教程
基于ANSYS ncode Designlife的隨機(jī)振動(dòng)疲勞仿真
基于ANSYS ncode Designlife的隨機(jī)振動(dòng)疲勞仿真
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ANSYS、Abaqus振動(dòng)疲勞分析
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ansys fluent電路板強(qiáng)制對(duì)流換熱、熱應(yīng)力、模態(tài)、ncode隨機(jī)振動(dòng)及正弦振動(dòng)疲勞-多場(chǎng)耦合
fluent meshing進(jìn)行多面體網(wǎng)格劃分，模型導(dǎo)入，尺寸函數(shù)設(shè)置技巧，邊界層設(shè)置技巧，面網(wǎng)格及體網(wǎng)格優(yōu)化等； fluent進(jìn)行計(jì)算，包含接觸熱阻講解，自然對(duì)流注意事項(xiàng)（附加講解），在單監(jiān)視窗口內(nèi)如何創(chuàng)建多個(gè)監(jiān)控值、過(guò)程動(dòng)畫(huà)制作及將多個(gè)動(dòng)畫(huà)組合進(jìn)行后處理操作等 fluent導(dǎo)入mechanical熱應(yīng)力計(jì)算、熱應(yīng)力對(duì)模態(tài)的影響與不考慮熱應(yīng)力進(jìn)行對(duì)比分析； ncode進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)疲勞以及正弦振動(dòng)疲勞分析注意事項(xiàng)
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ansys振動(dòng)疲勞仿真的實(shí)例教程
1 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度剛度及疲勞仿真技術(shù)發(fā)展需求
2 Ansys結(jié)構(gòu)強(qiáng)度剛度及疲勞仿真模塊功能介紹
· CAE前后處理、幾何訪問(wèn)、幾何造型、有限元建模、分析集成及可視化
· 網(wǎng)格劃分
· 載荷及邊界條件施加
· 結(jié)果顯示及處理
· 結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器功能
· 非線性分析功能
· 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析功能
· 耦合場(chǎng)分析功能
· 多目標(biāo)優(yōu)化分析
· 疲勞分析
· 顯式動(dòng)力學(xué)分析
· 多體水動(dòng)力學(xué)模塊
3 Ansys nCode DesignLife 疲勞解決方案
· 疲勞仿真的重要性
· Ansys nCode DesignLife疲勞壽命仿真流程
· Ansys nCode DesignLife疲勞仿真功能
· Ansys nCode DesignLife優(yōu)勢(shì)與價(jià)值
· Ansys nCode DesignLife常見(jiàn)應(yīng)用案例
· 焊縫疲勞分析
· 高溫疲勞
· 熱和力疲勞
· 多軸應(yīng)力/應(yīng)變疲勞
· 振動(dòng)疲勞
· 復(fù)合材料疲勞
4 Ansys電池振動(dòng)疲勞仿真案例
· 新能源動(dòng)力電池包PSD隨機(jī)振動(dòng)疲勞壽命計(jì)算
· 動(dòng)力電池包振動(dòng)疲勞分析及改進(jìn)
二、本期資料如何獲取？
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展開(kāi) 電子產(chǎn)品在使用過(guò)程中，難免會(huì)受到各種形式的振動(dòng)沖擊，這類(lèi)激勵(lì)通常具有隨機(jī)性和不確定性，迫使產(chǎn)品局部承受較大交變應(yīng)力進(jìn)而引起振動(dòng)疲勞失效。本文將以顯卡模型為例，闡述如何使用ANSYS Mechanical聯(lián)合ANSYS nCode DesignLife進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)疲勞仿真。
大咖慧網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)
2022年5月24日-26日，安世亞太大咖慧推出電子行業(yè)疲勞壽命專(zhuān)題線上培訓(xùn)，專(zhuān)題講座包含：隨機(jī)振動(dòng)載荷下支撐構(gòu)件疲勞壽命評(píng)估、PCB電路板中的焊點(diǎn)可靠性分析、PCB電路板疲勞壽命分析內(nèi)容，不容錯(cuò)過(guò)。
報(bào)名方式
案例背景描述
計(jì)算幾何為簡(jiǎn)化的顯卡模型，見(jiàn)下圖。PCB板、金屬支架材料為結(jié)構(gòu)鋼，其余構(gòu)件簡(jiǎn)化為鋁合金。金屬支架左側(cè)3端面固定支撐，隨機(jī)振動(dòng)載荷類(lèi)型為G加速度譜，方向?yàn)閅向，具體數(shù)值見(jiàn)圖，計(jì)算該工況下的疲勞壽命。
圖 1模型
圖2 G加速度譜
1、仿真流程搭建
為提升計(jì)算效率，本例采用MSUP諧響應(yīng)分析聯(lián)合nCode進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)疲勞仿真。具體模塊搭建如下：
圖 3仿真流程
注：使用該方法進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)疲勞計(jì)算時(shí)，需先將nCode模塊拖拽至“modal”模塊處，然后再將“Harmonic Response”的solution與“nCode”的solution相連，完成流程搭建。若直接將“Harmonic Response”與“nCode”相連，在后續(xù)提交計(jì)算時(shí)，軟件會(huì)提示沒(méi)有材料數(shù)據(jù)，無(wú)法進(jìn)行求解計(jì)算。
展開(kāi) 背景
與傳統(tǒng)的高周、低周疲勞不同，振動(dòng)疲勞因更貼合真實(shí)的物理世界近些年來(lái)在疲勞領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。而在振動(dòng)疲勞分析中，環(huán)境時(shí)域載荷激勵(lì)往往是非常復(fù)雜的，為了提升計(jì)算速度，一般先將基于時(shí)間的載荷數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域PSD譜。比如，車(chē)輛在進(jìn)行振動(dòng)疲勞測(cè)試時(shí)，一般提取四個(gè)車(chē)輪中心處的載荷，如圖1所示，然后通過(guò)多體動(dòng)力學(xué)軟件ADAMS構(gòu)建整個(gè)車(chē)身模型獲取車(chē)身關(guān)鍵點(diǎn)的載荷，或者更復(fù)雜一點(diǎn)通過(guò)ADAMS軟件搭建測(cè)試路面、整車(chē)模型提取目標(biāo)點(diǎn)的載荷，如圖2所示。在這兩種汽車(chē)行駛模擬中，白車(chē)身上的級(jí)聯(lián)負(fù)載都是在時(shí)域內(nèi)的，通常以多通道時(shí)間信號(hào)的形式出現(xiàn)，而多通道信號(hào)之間的相關(guān)性對(duì)后續(xù)隨機(jī)響應(yīng)和振動(dòng)疲勞結(jié)果起著至關(guān)重要的作用。
圖1：車(chē)輛振動(dòng)疲勞測(cè)試
圖2：ADAMS模擬路試載荷
在將采集到的時(shí)間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成頻域PSD這個(gè)過(guò)程中，一般采用傅立葉級(jí)數(shù)變換。然而，在執(zhí)行此轉(zhuǎn)換過(guò)程時(shí)，往往都會(huì)面臨以下三個(gè)問(wèn)題。
a)首先，頻域疲勞計(jì)算方法本身需要遵循一些假設(shè)，被處理的數(shù)據(jù)必須是穩(wěn)態(tài)的、滿(mǎn)足高斯分布、隨機(jī)的，用戶(hù)很難量化這些假設(shè)。
展開(kāi) 客車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)它們承受的應(yīng)力水平較高達(dá)到一定工作時(shí)間后，經(jīng)常會(huì)突然發(fā)生隨機(jī)疲勞破壞，往往造成災(zāi)難性的后果。因此，預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的隨機(jī)疲勞壽命非常有必要。由于車(chē)輛的真實(shí)行使工況千變?nèi)f化，實(shí)際工況的準(zhǔn)確確定幾乎是不可能的。目前只能根據(jù)統(tǒng)計(jì)典型工況來(lái)確定，隨機(jī)振動(dòng)分析是結(jié)構(gòu)對(duì)隨機(jī)動(dòng)力載荷響應(yīng)的概論統(tǒng)計(jì)。ANSYS有限元分析軟件是一個(gè)功能強(qiáng)大的分析軟件，能對(duì)復(fù)雜模型進(jìn)行各種力學(xué)分析，首先進(jìn)行模態(tài)分析，確定安裝架結(jié)構(gòu)的固有頻率，再在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)分析，隨機(jī)振動(dòng)分析采用模態(tài)疊加法。
1 有限元模型
線槽結(jié)構(gòu)的模型，在做有限元分析時(shí)，為了減少分析的運(yùn)算量和分析的可行性，必須對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，如一些對(duì)分析結(jié)果影響很小的倒角、孔可以簡(jiǎn)化去掉。本部件有限元模型采用高精度的四邊形和少量的三角形單元進(jìn)行網(wǎng)格離散。19個(gè)梁?jiǎn)卧瑲卧肧hell181單元，粱單元用beam188單元，有限元模型如圖1所示。
由于線槽和U型粱、線槽和底架橫梁緊固連接，可以認(rèn)為連接面不發(fā)生相對(duì)滑移，所以為了簡(jiǎn)化分析把這些面粘接在一起，即線槽和U型粱用剛性單元連接，線槽和底架橫梁用粱單元連接。
2 工況計(jì)算
線槽材料為6063-T5，密度2.7×106Kg/m3，彈性模量69GPa，泊松比0.33。執(zhí)行IEC 61373-2010標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行仿真運(yùn)算，功率譜密度曲線如圖2所示。
展開(kāi) 車(chē)載動(dòng)力電池包在電動(dòng)汽車(chē)行駛過(guò)程中承受著振動(dòng)載荷的持續(xù)作用，因此振動(dòng)試驗(yàn)是電池包可靠性試驗(yàn)中的重要部分。動(dòng)力電池包作為電動(dòng)汽車(chē)的儲(chǔ)能裝置，在可靠性發(fā)生失效的情況下，尤其是當(dāng)一些關(guān)鍵部件或結(jié)構(gòu)失效（例如出現(xiàn)松動(dòng)、斷裂等情況）時(shí)，電池單體或者模組將發(fā)生位移、晃動(dòng)或者被擠壓的情況，這將進(jìn)一步造成相關(guān)部件的加速損壞，導(dǎo)致漏電或者采樣傳感器的失效，甚至誘發(fā)電池性能衰減，管理系統(tǒng)失效、電能中斷或起火爆炸等情況的發(fā)生。因此動(dòng)力電池包的振動(dòng)試驗(yàn)也與安全性緊密相關(guān)，一直是動(dòng)力電池測(cè)試評(píng)價(jià)領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)。本文利用通用疲勞壽命分析軟件Alphatigue進(jìn)行電池包的隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析。
1.有限元仿真模型
頻率響應(yīng)分析采用MSC.Nastran求解，分析模型的殼單元采用CQUAD4和CTRIA3單元模擬，各部件之間通過(guò)RBE2進(jìn)行連接，模型總計(jì)18473個(gè)單元和18622個(gè)節(jié)點(diǎn)，如圖1所示。
圖1 車(chē)載動(dòng)力電池包的有限元模型
2.電池包隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析流程的模塊卡片組搭建
選擇Alphatigue圖形界面的方式快速搭建隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析流程，如圖2所示。一個(gè)完整的隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析流程共分為模型輸入與工況選擇、功率譜密度文件輸入和SN求解器三部分。
圖2針對(duì)電池包隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析流程的模塊卡片組
3.工況選擇
電池包有限元分析模型共包含PSHELL_1和PSHELL_2兩個(gè)Section，如圖3所示。加載位置為電池包與車(chē)體連接點(diǎn)位置。
展開(kāi) 
ansys振動(dòng)疲勞仿真的相關(guān)專(zhuān)題、標(biāo)簽、搜索
ansys振動(dòng)疲勞仿真的最新內(nèi)容
研討會(huì)簡(jiǎn)介：
車(chē)燈在路面顛簸、發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)下易出現(xiàn)支架斷裂、焊點(diǎn)疲勞等問(wèn)題，是汽車(chē)可靠性開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。本次 ANSYS 車(chē)燈振動(dòng)疲勞分析研討會(huì)，圍繞輸入數(shù)據(jù)規(guī)范、核心分析方法、仿真結(jié)果解讀及工程優(yōu)化建議四大模塊展開(kāi)教學(xué)，幫助工程師快速掌握從數(shù)據(jù)準(zhǔn)備到方案迭代的全流程仿真技能，高效解決車(chē)燈振動(dòng)疲勞失效難題。
適合人群:
汽車(chē)車(chē)燈、電子電器行業(yè)的結(jié)構(gòu)仿真工程師、可靠性工程師
AnsysWB-基于PSD譜的PCBA振動(dòng)仿真4個(gè)月前
隨機(jī)振動(dòng)分析使您能夠確定結(jié)構(gòu)對(duì)本質(zhì)上隨機(jī)的振動(dòng)載荷的響應(yīng)。隨機(jī)性是激勵(lì)或輸入的一個(gè)特征。典型應(yīng)用包括飛行中的飛機(jī)所承受的載荷、在崎嶇道路上行駛的送貨卡車(chē)，以及海上結(jié)構(gòu)物所承受的波浪載荷。許多隨機(jī)過(guò)程遵循高斯分布，也稱(chēng)為正態(tài)分布。假設(shè)激勵(lì)遵循高斯分布。1σ值表示68.3%的時(shí)間內(nèi)的發(fā)生率，而3σ值表示99.7%的時(shí)間內(nèi)的發(fā)生率。在隨機(jī)振動(dòng)分析中，由于輸入激勵(lì)本質(zhì)上是統(tǒng)計(jì)性的，因此位移和應(yīng)力等輸出響應(yīng)也是統(tǒng)計(jì)性的
在第一部分的文章中（如果還沒(méi)有看第一部分，請(qǐng)查看上篇文章），討論了一種計(jì)算疲勞損傷的方法，以及如何將其應(yīng)用于隨機(jī)振動(dòng)載荷歷程。在這篇中，將通過(guò)使用第一部分中解釋的方法進(jìn)行一個(gè)示例計(jì)算。另外討論一些其他方法，這些方法可以與隨機(jī)響應(yīng)的結(jié)果產(chǎn)生更好的相關(guān)性。
使用第一部分中的方法所需的數(shù)據(jù)如下：
1）均方根（1sigma）應(yīng)力。這是有限元分析的直接輸出結(jié)果，用于計(jì)算2sigma和3sigma
摘 要：掘進(jìn)機(jī)截割過(guò)程易受到強(qiáng)沖擊載荷而導(dǎo)致回轉(zhuǎn)臺(tái)產(chǎn)生振動(dòng)疲勞現(xiàn)象，對(duì)作業(yè)的可靠性和穩(wěn)定性影響較大。經(jīng)分析掘進(jìn)機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)的作業(yè)原理，依據(jù)Palmgram-Miner疲勞判斷法則，利用ANSYS仿真軟件對(duì)回轉(zhuǎn)臺(tái)振動(dòng)疲勞情況進(jìn)行分析。結(jié)果表明：回轉(zhuǎn)臺(tái)X軸向的振動(dòng)對(duì)回轉(zhuǎn)臺(tái)疲勞損傷影響較大，通過(guò)減振能夠較好的提升回轉(zhuǎn)臺(tái)的整體壽命；回轉(zhuǎn)臺(tái)與油缸連接的4個(gè)銷(xiāo)軸位置易產(chǎn)生疲勞損壞現(xiàn)象，最小循環(huán)載荷為38 965
車(chē)載動(dòng)力電池包在電動(dòng)汽車(chē)行駛過(guò)程中承受著振動(dòng)載荷的持續(xù)作用，因此振動(dòng)試驗(yàn)是電池包可靠性試驗(yàn)中的重要部分。動(dòng)力電池包作為電動(dòng)汽車(chē)的儲(chǔ)能裝置，在可靠性發(fā)生失效的情況下，尤其是當(dāng)一些關(guān)鍵部件或結(jié)構(gòu)失效（例如出現(xiàn)松動(dòng)、斷裂等情況）時(shí)，電池單體或者模組將發(fā)生位移、晃動(dòng)或者被擠壓的情況，這將進(jìn)一步造成相關(guān)部件的加速損壞，導(dǎo)致漏電或者采樣傳感器的失效，甚至誘發(fā)電池性能衰減，管理系統(tǒng)失效
1 引言
隨著市場(chǎng)需求嚴(yán)苛程度不斷提高，變壓器容量增大，其運(yùn)行穩(wěn)定性成為了用戶(hù)關(guān)注度極高的問(wèn)題。
變壓器性能包括散熱、噪聲、振動(dòng)、抗短路能力等眾多因素，變壓器作為電站主要設(shè)備之一，并且是變電站主要噪聲源設(shè)備是研究的重點(diǎn)，因此變壓器的噪聲問(wèn)題一直是設(shè)計(jì)人員關(guān)注的重點(diǎn)。
本文根據(jù)GB/T1094.10變壓器聲級(jí)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合變壓器額定負(fù)載運(yùn)行工況，基于ANSYS Workbench
電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)等電力設(shè)備的噪聲起因很多，有電磁振動(dòng)噪聲、機(jī)械噪聲及流致噪聲等等，本文通過(guò)ANSYS公司的官方案例為操作背景，詳細(xì)介紹如何將作用在定子上的瞬態(tài)電磁力作為結(jié)構(gòu)諧響應(yīng)分析的載荷計(jì)算振動(dòng)噪聲。
1.電磁模型建立與分析
如圖1所示為一個(gè)電機(jī)模型，電機(jī)的額定輸出功率為550W，額定電壓為220V，極對(duì)數(shù)為4，定子齒數(shù)為24個(gè)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為1500rpm，求電磁振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲大小
電機(jī)結(jié)構(gòu)相關(guān)分析
模態(tài)&諧響應(yīng)
Assembly modeler用于創(chuàng)建全電機(jī)的可管理模態(tài)模型
諧響應(yīng)
-模
態(tài)疊加法諧響
應(yīng)分析
-后蓋上的固定約束和軸端，軸承受力
-諧波響應(yīng)峰值與結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率一致
電池振動(dòng)疲勞仿真案例
· 新能源動(dòng)力電池包PSD隨機(jī)振動(dòng)疲勞壽命計(jì)算
· 動(dòng)力電池包振動(dòng)疲勞分析及改進(jìn)
二、本期資料如何獲取？
