隨機(jī)振動疲勞仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
隨機(jī)振動疲勞仿真的視頻教程
正弦掃頻+定頻+多軸+PSD新能源汽車電池包Hyperworks+Ncode國標(biāo)振動疲勞仿真分析教程
第一節(jié) 電池包Z向隨機(jī)振動疲勞仿真分析方法（GB要求的第一個必做的振動方向） 1.1 GB31467.3中振動疲勞仿真分析介紹 1.2 新能源汽車電池包Z向頻響分析 1.3 新能源汽車電池包Z向振動疲勞仿真分析 1.4 新能源汽車電池包疲勞仿真結(jié)果輸出及評價 第二節(jié) 電池包多軸振動疲勞仿真分析方法（GB要求的Z向合格之后才做的） 2.1 基于Ncode的多軸振動疲勞分析簡介
￥1200 6小時16分鐘 3042播放
查看
NCODE隨機(jī)振動疲勞案例
NCODE振動疲勞案例 視頻講解為簡單案例，一個方法的振動疲勞，如果需要加載三方向的振動疲勞，可以下載附件，附加文檔內(nèi)是三個方向的隨機(jī)振動疲勞案例說明。基于ansys軟件做的，也可以用導(dǎo)入的方法去實現(xiàn)。
￥88 13分鐘 108播放
查看
隨機(jī)振動疲勞仿真的實例教程
電子產(chǎn)品在使用過程中，難免會受到各種形式的振動沖擊，這類激勵通常具有隨機(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)疲勞壽命專題線上培訓(xùn)，專題講座包含：隨機(jī)振動載荷下支撐構(gòu)件疲勞壽命評估、PCB電路板中的焊點可靠性分析、PCB電路板疲勞壽命分析內(nèi)容，不容錯過。
報名方式
案例背景描述
計算幾何為簡化的顯卡模型，見下圖。PCB板、金屬支架材料為結(jié)構(gòu)鋼，其余構(gòu)件簡化為鋁合金。金屬支架左側(cè)3端面固定支撐，隨機(jī)振動載荷類型為G加速度譜，方向為Y向，具體數(shù)值見圖，計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)振動疲勞計算時，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)提交計算時，軟件會提示沒有材料數(shù)據(jù)，無法進(jìn)行求解計算。
展開 鋁合金材料選取Fe-safe軟件自帶的AL2024材料，其S-N數(shù)據(jù)顯示如下：
圖6 fe-safe軟件中AL2024的S-N參數(shù)
根據(jù)常用S-N曲線函數(shù)：??(??)=????^(???) ，得到本算例所用的材料為的S-N曲線圖為
4.2 算例有限元仿真操作
具體的軟件操作見附件的視頻教程和附帶的cae，以及inp原文件，教程中對關(guān)鍵步驟和注意事項做了重點說明。
4.3 仿真結(jié)果
4.3.1 頻響分析結(jié)果
算例的頻響分析結(jié)果見圖8，圖中為梁的末端位置的加速度響應(yīng)結(jié)果。
4.3.2 隨機(jī)振動分析結(jié)果
由Abaqus計算隨機(jī)振動，獲得均方根（RMS）應(yīng)力，Mises均方根應(yīng)力如圖9所示。最大應(yīng)力位置出現(xiàn)在靠近固定的拐角處。故振動疲勞分析重點留意此區(qū)域附近。
4.3.3 隨機(jī)振動疲勞分析結(jié)果
使用fe-safe計算振動疲勞壽命，獲得算例最短的振動時間 T=10E+4.52=33113秒 ，算例模型中最短壽命區(qū)域與隨機(jī)振動分析結(jié)果相吻合。
5. 結(jié)論
本文介紹隨機(jī)疲勞壽命分析的基礎(chǔ)理論，并使用有限元軟件ABAQUS與Fe-safe聯(lián)合仿真技術(shù)，在基于PSD譜上，對某一啞鈴狀板梁進(jìn)行了隨機(jī)振動疲勞壽命仿真分析，同時也介紹了該聯(lián)合仿真分析的流程。在分析結(jié)果中，對比了隨機(jī)振動仿真的RMS計算結(jié)果和fe-safe隨機(jī)疲勞壽命的計算結(jié)果，評估分析結(jié)果的可信度。此疲勞仿真分析技術(shù)對產(chǎn)品的開發(fā)有著重要的幫助，可以在產(chǎn)品設(shè)計階段有效控制其疲勞壽命, 指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計，縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本。
展開 隨著國際標(biāo)準(zhǔn)在企業(yè)的大量采用，隨機(jī)振動疲勞試驗在振動試驗中比例越來越高。借助隨機(jī)振動疲勞仿真分析技術(shù)，在產(chǎn)品設(shè)計階段就可預(yù)測產(chǎn)品壽命，并根據(jù)壽命分布云圖直觀判斷疲勞壽命大小及薄弱位置，快速判斷設(shè)計方案的優(yōu)劣，避免反復(fù)多次的試驗，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。本文將以某支撐構(gòu)件受隨機(jī)振動載荷作用下疲勞壽命評估為例，介紹多軸隨機(jī)振動載荷下疲勞分析方法和流程。
2022年5月24日-26日，安世亞太大咖慧推出電子行業(yè)疲勞壽命專題線上培訓(xùn)，專題講座包含：隨機(jī)振動載荷下支撐構(gòu)件疲勞壽命評估、PCB電路板中的焊點可靠性分析、PCB電路板疲勞壽命分析內(nèi)容，不容錯過。
報名方式
分析流程
利用ANSYS Mechanical計算出各方向激勵下應(yīng)力頻響函數(shù)，然后將應(yīng)力頻響函數(shù)和載荷的PSD曲線導(dǎo)入ANSYS Ncode軟件，定義材料的SN疲勞性能曲線，應(yīng)用其振動疲勞分析求解器計算出結(jié)構(gòu)應(yīng)力響應(yīng)的PSD，進(jìn)而完成應(yīng)力循環(huán)計數(shù)并計算損傷值。整個流程可以在ANSYS Workbench平臺中完成，其流程圖如下：
圖片圖1多軸隨機(jī)振動疲勞分析流程圖
頻響分析
頻響分析分析時通常施加某方向的單位加速度激勵，得到單位載荷激勵下模型各階頻率上的應(yīng)力分布。在計算應(yīng)力頻響函數(shù)時，所分析的頻率范圍要覆蓋PSD曲線的頻率范圍，一般取載荷PSD最大頻率范圍的1.5倍。載荷單位一定要與PSD曲線統(tǒng)一。對于多軸激勵，則進(jìn)行多方向的頻響分析，得到模型各方向的傳遞函數(shù)。
展開 車載動力電池包在電動汽車行駛過程中承受著振動載荷的持續(xù)作用，因此振動試驗是電池包可靠性試驗中的重要部分。動力電池包作為電動汽車的儲能裝置，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、斷裂等情況）時，電池單體或者模組將發(fā)生位移、晃動或者被擠壓的情況，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。因此動力電池包的振動試驗也與安全性緊密相關(guān)，一直是動力電池測試評價領(lǐng)域關(guān)注的重點。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RBE2進(jìn)行連接，模型總計18473個單元和18622個節(jié)點，如圖1所示。
圖1 車載動力電池包的有限元模型
2.電池包隨機(jī)振動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)振動疲勞分析流程，如圖2所示。一個完整的隨機(jī)振動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針對電池包隨機(jī)振動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Section，如圖3所示。加載位置為電池包與車體連接點位置。
展開 斯坦伯格的方法對于說明隨機(jī)過程疲勞分析的基本概念很有用，但它有幾個缺點，影響了其準(zhǔn)確性。一個是應(yīng)力水平被歸為1、2、3倍標(biāo)準(zhǔn)差的三個類別，而實際上它們是在幅值上分布的。另一個是假設(shè)每個正零交叉意味著一個振動循環(huán)，這對于窄帶響應(yīng)是可以的，但對于寬帶響應(yīng)則過于保守。
還有許多其他頻域方法可用，它們與寬帶隨機(jī)響應(yīng)的雨流計數(shù)結(jié)果有更好的相關(guān)性。其中一些包括Wirsching-Ligh方法、Gao-Moan 方法、Dirlik方法、Zhao-Baker方法等。從研究的參考文獻(xiàn)得出的結(jié)論是，Dirlik 方法、Tovo-Benasciutti方法和Zhao-Baker 方法應(yīng)被視為頻域疲勞分析的首選方法。
目前關(guān)于Dirlik方法已經(jīng)主流的疲勞計算軟件中嵌入并推選，比如nCode等。大家對頻域下的疲勞壽命計算問題和指導(dǎo)可以聯(lián)系。
展開 
隨機(jī)振動疲勞仿真的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
隨機(jī)振動疲勞仿真的最新內(nèi)容
研討會簡介：
車燈在路面顛簸、發(fā)動機(jī)激勵下易出現(xiàn)支架斷裂、焊點疲勞等問題，是汽車可靠性開發(fā)的重點。本次 ANSYS 車燈振動疲勞分析研討會，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，高效解決車燈振動疲勞失效難題。
適合人群:
汽車車燈、電子電器行業(yè)的結(jié)構(gòu)仿真工程師、可靠性工程師
案例概要
產(chǎn)品：機(jī)器人夾爪
分析目標(biāo)：預(yù)測夾爪機(jī)構(gòu)薄弱部位的疲勞壽命
半導(dǎo)體制造工藝需要處理大批量作業(yè)任務(wù)，這推動了專用機(jī)器人及各類自動化技術(shù)的發(fā)展，其中包括自主移動機(jī)器人（AMR）。半導(dǎo)體專用機(jī)器人夾爪的一個核心特性是：以極小接觸面積抓取物件，從而滿足潔凈室的潔凈度要求。因此，夾爪在結(jié)構(gòu)上受到諸多限制，同時相較于其機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸，還需承載相對較重的物件。此外，為滿足運輸產(chǎn)能需求
在工程實踐中，橡膠部件的疲勞壽命預(yù)測常常面臨諸多挑戰(zhàn)。與金屬材料相比，橡膠表現(xiàn)出獨特的力學(xué)行為和失效機(jī)理，這使得傳統(tǒng)的疲勞分析方法往往難以直接應(yīng)用。基于我們此前的系列研究，現(xiàn)將橡膠疲勞仿真中的三個關(guān)鍵問題重新梳理，為工程實踐提供參考。
挑戰(zhàn)一
平均應(yīng)力效應(yīng)的準(zhǔn)確評估
01
PART
在金屬疲勞分析中，拉伸平均應(yīng)力通常會對材料壽命產(chǎn)生不利影響
在橡膠制品的設(shè)計與開發(fā)過程中，能否在產(chǎn)品試制前準(zhǔn)確預(yù)測其疲勞壽命，是衡量研發(fā)水平的重要標(biāo)志。Endurica作為一款在全球范圍內(nèi)經(jīng)過廣泛驗證的橡膠疲勞壽命仿真工具，已成為多家頭部輪胎與橡膠企業(yè)研發(fā)體系中的關(guān)鍵組成部分。
引入Endurica不僅是為團(tuán)隊增添一款軟件，更是構(gòu)建一項可持續(xù)的工程能力。為確保該工具能夠順利落地并快速發(fā)揮價值，建議遵循專業(yè)、規(guī)范的獲取與啟動流程。
設(shè)置了一個傳熱模型，10*10的MicroLED被PI 包裹，整個貼在皮膚上，看皮膚的溫度情況。明明給四個LED設(shè)置了熱源，Q0=5.142857e9 W/m3, 但計算出來的結(jié)果看起來LED是隨機(jī)變熱變冷。為什么會這樣呢
歷經(jīng)3個月的打磨，OptFuture 2025.4.0今日正式與大家見面！本次更新帶來了隱式建模、隨機(jī)振動
兩大全新模塊，并針對拓?fù)鋬?yōu)化與文件管理系統(tǒng)進(jìn)行了
多項深度優(yōu)化。在追求仿真效率的道路上，OptFuture始終與您同行。歡迎登錄cae.optfuture.cn探索新版本帶來的高效設(shè)計與仿真體驗！
用戶群
隱式建模
問題在最后一張圖，如圖一進(jìn)入ncode打開Edit Material Map，默認(rèn)進(jìn)入的材料類型是SN R-ratio multi-curve，Material Group共有482個圖3（1-482），但到307后有個Default Material（圖2）…
隨機(jī)振動分析使您能夠確定結(jié)構(gòu)對本質(zhì)上隨機(jī)的振動載荷的響應(yīng)。隨機(jī)性是激勵或輸入的一個特征。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，以及海上結(jié)構(gòu)物所承受的波浪載荷。許多隨機(jī)過程遵循高斯分布，也稱為正態(tài)分布。假設(shè)激勵遵循高斯分布。1σ值表示68.3%的時間內(nèi)的發(fā)生率，而3σ值表示99.7%的時間內(nèi)的發(fā)生率。在隨機(jī)振動分析中，由于輸入激勵本質(zhì)上是統(tǒng)計性的，因此位移和應(yīng)力等輸出響應(yīng)也是統(tǒng)計性的
結(jié)構(gòu)力學(xué)分析（靜力/動力/疲勞）、多體系統(tǒng)仿真（MBD）、鑄造/成型過程模擬是一個非常經(jīng)典且覆蓋面廣的工業(yè)仿真問題，涵蓋了機(jī)械、材料和制造工程的核心領(lǐng)域。作為UltraLAB圖形工作站的廠商，深入理解這些算法的計算特性，是為客戶提供精準(zhǔn)、高效硬件配置方案的基礎(chǔ)。
我將為您逐一解析這三大仿真領(lǐng)域。
核心結(jié)論速覽表
