頻域振動分析的案例
頻域振動疲勞計算的最新技術（一）
MSC Nastran Embedded Vibration Fatigue (NEVF)介紹
概述
疲勞損傷計算方法主要有準靜態方法、時域振動方法和頻域振動方法。
本文首先對這三種方法進行了描述和比較，闡述了頻域振動疲勞計算的優異性。并在介紹了利用功率普密度進行頻域疲勞分析具有足夠精度的研究結果基礎上，介紹MSC
Nastran最新推出的頻域振動疲勞壽命預測(NEVF)的功能及技術突破。在稍后發布的頻域振動疲勞計算的最新技術系列文章（二）和(三)里，
我們還將詳細闡述頻域振動的理論以及頻域的FEM振動計算。
疲勞損傷計算方法
A)準靜態分析法
將載荷的時間歷程進行靜態分析(SOL 101)，得出結構的應力時間歷程分布，然后把多通道的載荷線形疊加后進行疲勞分析。疲勞損傷主要是來自于局部的應力集中。
當激勵載荷的頻率遠小于所分析結構的固有頻率時，結構的動力響應可以忽略，比如，對于一般車輛疲勞試驗路面，波長和車速已知，來自路面的載荷頻率通常小于6Hz，遠小于白車身的固有頻率，準靜態法適用。
B)時域振動分析法
當疲勞路面為激勵共振路面（如鵝卵石和搓板路面）時，路面波長比較短，在車輛達到一定速度時加載頻率顯著提高，有必要考慮其動力響應。動態載荷會引起共振（局部共振，整體共振）。發生振動的結構疲勞損傷，經常是局部振動和應力集中兩種因素的共同作用的結果，這是只考慮應力集中一項因素的準靜態法所難以對應的。
在高于結構固有頻率的載荷下進行疲勞損傷評價，為了考慮結構振動引起的疲勞破壞，需要進行結構在動態載荷下的動態響應分析。但是，對于具有幾十萬個單元的白車身級別的時域疲勞分析(SOL 109， SOL 112)，即使只對線性系統進行幾十秒的瞬態分析也很難完成。
展開 【4月25-26日 上海】“LS-DYNA的NVH, 疲勞和頻域分析培訓”邀請函
尊敬的LS-DYNA客戶：
為幫助廣大用戶更快了解和掌握LS-DYNA中振動、噪聲、疲勞和頻域分析功能，并探討這些功能在汽車仿真計算中的應用，上海仿坤軟件科技有限公司將于2019年4月25~26日舉辦LS-DYNA的NVH, 疲勞和頻域分析培訓。
一、培訓時間、地點、培訓人數、及培訓方式
培訓時間： 2019 年4 月 25~26 日(共1天半）
培訓地點：上海市閔行區閩虹路166弄中庚環球創意中心1號樓30樓會議室
培訓人數：學員人數為 20～30 人。
為保證培訓質量，學員人數不超過30 人。以培訓匯款收到時間為先后順序。
培訓方式：課堂集中授課、互動研討。
培訓語言：中文
二、 培訓主講介紹及培訓內容安排
黃云 博士 LSTC技術專家
黃云 博士，2006年畢業于美國明尼蘇達大學土木工程系，加入LSTC后從事LS-DYNA內頻域分析功能的開發和工程應用。從2006年至今，黃云博士在LS-DYNA中開發了一系列頻域分析的求解器，如頻率響應函數、穩態振動、隨機振動、反應譜分析、基于有限元和邊界元方法的聲學計算以及疲勞計算等。這些頻域分析功能廣泛應用于包括汽車的NVH、發動機噪聲模擬、振動臺實驗的數值模擬、金屬結構壽命分析、運動器材音響品質分析、土木水利建筑和核電站的抗震分析等工業領域。
目標：
介紹LS-DYNA中振動、噪聲、疲勞和頻域分析功能，并探討這些功能在汽車仿真計算中的應用。課程包括理論講解及操作練習。
本課程適合需要進行車輛NVH或者其他振動、噪聲仿真計算（如飛行器振動噪聲，發動機輻射噪聲、機器的振動測試和模擬）的人員參加。本課程也對從事結構疲勞/耐久性/安全性分析的工程師和研究人員有用。
展開 頻域振動疲勞計算的最新技術（二）
首先通過對結構進行了頻域掃描（圖3）計算托架的損傷，并與傳統的時域計算損傷方法的結果作了比較。然后再疊加振動臺的隨機載荷（圖4）后，對結構的損傷進行了考察。
圖3，正弦掃描0 – 20Hz數據
圖4，正弦掃描 + 振動臺隨機載荷
采用MSC
Nastran的SOL112進行正弦掃描計算的時域分析，疲勞計算利用了Nastran Embedded Fatigue（NEF）并考慮了應變 –
壽命的材料特性（Neuber
修正）。頻域振動方法（NEVF）的優點是快捷而且節省硬件資源。尤其是因為嵌入式方法在頻率基礎上利用應力數據，無需輸出應力數據存于硬盤的臨時文件，詳見《頻域振動疲勞計算的最新技術（一）》。
圖5顯示了時域分析和頻域分析在危險位置的應力響應。時域分析和頻域分析得到的最危險位置的損傷比較關系在表2顯示。頻域分析的損傷計算結果偏于保守和安全，是時域分析結果的2倍到4倍。
5，時域和頻域的應力響應
表2，時域和頻域分析在危險位置的損傷比較
研究證明，如果在頻域分析時提高掃面頻率的間隔數 （從50到4000）能夠縮小與時域分析結果的差距（表3）。另外，時域分析和頻域分析的損傷的差距，一部分是由于在頻域分析中振動是假設為穩態而引起的。這會導致那些最高應力的循環次數被高估。
表3，時域和頻域分析在危險位置的損傷比較（掃面間隔50，100，250，500，1000，2000，4000）
論文的第二部分考察了正弦掃描與振動臺隨機載荷的組合（圖4）效應。首先對結構施加了一個從0 Hz到20Hz持續600秒的正弦（1G）掃描。計算得到損傷是4.19。
在1G的振動臺隨機激勵（0 Hz – 50 Hz，2.0E6
mm單位）下，計算得到的損傷為0.12。
展開 258 基于matlab的通過頻域二次積分由振動加速度信號反求振動位移信號
<p>基于matlab的通過頻域二次積分由振動加速度信號反求振動位移信號，在有位移推導速度和加速度，最后對比前后加速度差異性。轉換效果較好。程序已調通，可直接運行。</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202405/attachment/8645ea68d1f4446ab57b1105b25d0622.png" style="text-align: center">
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展開 
微弱振動信號的諧波小波頻域提取
摘要: 為解決設備故障檢測和故障預報中某些微弱振動信號難以提取出來的問題，在介紹諧波小波變換的優良特性及其基本原理的基礎上，給出了諧波小波變換的實現技術。在不減少信息點數的情況下，用諧波小波變換成功地對微弱振動信號實現了頻域提取與時域重構，并且實現了強噪聲下微弱周期振動信號的頻域提取。通過算例和工程實例，說明諧波小波方法在微弱信號的頻域提取能力和精度上明顯優于基于二進分解的小波方法和傅里葉分析方法，且在混有強噪聲的信號提取中消除了二進小波包仍然存在的噪聲泄漏，同時也顯示了諧波小波變換的頻域保相特性。
請享用！
展開 258 基于matlab的通過頻域二次積分由振動加速度信號反求振動位移信號 ￥15.9
基于matlab的通過頻域二次積分由振動加速度信號反求振動位移信號，在有位移推導速度和加速度，最后對比前后加速度差異性。轉換效果較好。程序已調通，可直接運行。
-時域頻域分析及MATLAB軟件的應用
感謝論壇~
為什么越來越多的企業開始使用頻域疲勞分析？
主流的汽車零部件制造商為了提高研發效率及降低試驗失敗風險，紛紛建立起CAE仿真分析能力。CAE在疲勞分析領域中，可以在概念階段發現設計缺陷，提前發現失效風險。
1. 常用的疲勞分析方法
目前，常見的疲勞分析方法有：準靜態分析法、時域（瞬態）分析法、頻域分析法。
PSD和諧響應分析都屬于頻域分析方法。PSD分析實際上是使用PSD譜作為輸入條件的一種分析方法，在ANSYS中這一分析過程被稱作隨機振動分析。諧響應分析是使用正弦激勵作為輸入條件的一種分析方法，“諧”指的就是正弦信號。諧響應分析可以模擬定頻振動試驗。
準靜態分析法： 當加載足夠緩慢，慣性力可以忽略時，在過程中任意時刻，系統都無限地接近平衡態，因而任何時刻系統的狀態都可以當平衡態處理。在這種前提下，可以用靜態求解所得的靜態應力來模擬實際情況。業內部分分析從業者有這樣的共識：當激勵頻率低于分析對象固有頻率的1/3時，可以用靜力分析結果代替實際應力。遺憾的是，這種情形在汽車上很少見。
時域（瞬態）分析法：受到汽車行駛速度、路面波長、車載振動源激勵的影響，汽車零部件所處的振動環境是十分復雜的，這些振動激勵包含有不同的頻率、振幅和相位。當振動激勵作用在被分析對象上，可能引起整體共振或局部共振。因此需要在動力學模型下考慮這個過程。
韓國某發動機公司水泵的時域分析：
頻域分析法：時域分析計算量非常龐大，用時域分析進行動力學計算是海量的計算工作。有限元方法的頻域響應分析可以極大地簡化問題的復雜性。分析人員可以對結構的有限元模型先做一個頻域響應分析，得到結構的應力與激勵的傳遞函數。
展開 LS-DYNA?NVH 及頻域分析培訓課程案例
摘自:上海仿坤（LS-DYNA China）官網
http://lsdyna-china.com/display/247772.html
摘要
LS-DYNA?NVH及頻域分析主要為用戶提供頻域內振動、聲學和疲勞分析計算功能。它們包括頻率響應函數、穩態振動、隨機振動與隨機疲勞、反應譜分析，邊界元和有限元聲學等內容。這些計算功能主要為汽車、航空、電子電器行業的用戶提供振動、噪聲和結構耐久性分析工具。為更好的向用戶介紹LS-DYNA的這些頻域分析功能，LSTC及代理商安排了一系列的培訓課程。以下是培訓課程中的幾個案例。
引言
1. 汽車白車身模型的頻率響應分析
車架是整車承載的主體。汽車行駛時，由路面不平及發動機、傳動系統等部件引發車架振動。分析和理解不同頻率下各種振動的傳遞路徑對于汽車減震具有重要意義。
圖1是一個簡化的汽車白車身模型。此模型共有約18萬節點，16.5萬單元。A點為發動機懸置安裝點，B點為車身上任選的一點。由于發動機燃燒，發動機和轉動系統部件的不平衡和地面激勵，A點將受到周期性的振動激勵。此激勵將通過車身結構傳遞到各處。通過頻率響應分析，我們期望得到從A點到B點的荷載或能量傳遞關系。
在LS-DYNA中，我們采用基于模態分析的頻率響應分析方法[1]。此方法可提供不同輸入、輸出類型的頻率響應函數隨頻率變化的曲線。除模態分析的關鍵字外，使用的關鍵字還包括*FREQUENCY_DOMAIN_FRF。計算結果保存在文本文件FRF_AMPLITUDE和FRF_ANGLE中。對于圖1所示的模型，計算得到的加速度頻率響應曲線如圖2所示。
2. 汽車車腔的聲學分析
汽車車腔構成一個封閉的空腔，形成了一個聲學系統。
展開 全頻域聲學仿真分析軟件Wave6行業應用
卓越的噪聲和振動分析技術
噪聲和振動分析在各個行業中都變得越來越重要。減少噪音和振動的需要可能來自于政府法規、對新的輕質結構的需求、低成本材料的使用、檢測要求、防止疲勞失效以及日益激烈的市場競爭。
Wave6是達索系統提供的具有領先技術的全頻率結構/聲學耦合分析軟件。提供從基于有限元（FEM）、邊界元（BEM）的低頻結構/聲學分析，到基于統計能量法（SEA）的中高頻結構/聲學分析。能夠準確、高效地模擬結構振動、結構傳遞噪聲、空氣傳播噪聲、流體噪聲（如氣動噪聲）等復雜問題。通過在產品開發過程中集成基于Wave6的仿真分析，能夠在研發前期階段保證產品的振動噪聲性能，降低出現振動噪聲問題的風險。
噪聲與振動分析中的應用
探索Wave6在噪聲與振動分析領域在不同行業中的多方面應用。受益于Wave6的突出行業包括航空航天與國防、消費品、船舶及近海工程以及交通運輸。本概述詳細介紹了Wave6在各行業的復雜功能，從減少飛機內部噪聲到優化揚聲器設計，無所不包。此外，我們還深入探討了Wave6如何助力精準分析、保護創新以及確保符合行業標準。
展開 電機振動噪聲建模分析：ANSYS電機振動噪聲分析
結論與展望
通過ANSYS Workbench可以方便的分析電機振動噪聲，此外在此基礎上還可以進行多轉速分析以及對電機參數進行優化分析。
文章來源：易仿真
abaqus薄板線性振動與非線性振動對比分析 ￥29.9
由圖 5所示，生成的諧波均布荷載時長2s，當分析步時間長度取10時，可求得，t=[0,20]second的受力行為。
圖 5 諧波均布荷載
2 動力分析
2.1 脈沖荷載
2.1.1線性分析
分析步類型：動力，顯式
t=0.5s時，脈沖荷載達到峰值F=1000N，提取該時刻的Von Mises應力云圖和垂直方向位移云圖研究斜板的受力行為，板跨中截面各節點的垂直方向加速度響應。
圖 6 豎向位移云圖（線性分析）
圖 7 Von Mises應力云圖（線性分析）
2.1.2線性和非線性分析結果對比
選擇跨中中結點和邊結點處置方向加速度響應線性分析和非線性分析對比。
圖 11 垂直向加速度對比（跨中中結點1）
圖 12 垂直向加速度對比（跨中邊節點8）
圖 13 Von Mises應力對比（跨中中節點1）
展開 結構振動、沖擊、碰撞計算、動力優化設計、振動疲勞分析與振動臺試驗模擬
3、結構優化方法與計算設置原理
4、結構動力優化原理
5、結構動力優化的分析系統
工程實例-1：基于FEM-GA（有限元-遺傳算法）的主軸振動特性優化計算
工程實例-2：基于動力優化設計的多盤轉子臨界轉速提升方法
結構振動疲勞壽命計算
1、隨機振動疲勞背景
2、疲勞計算方法對比
3、S-N曲線的描述
4、疲勞累積損傷理論
5、基于頻域法的結構振動疲勞壽命分析原理
6、結構隨機振動疲勞壽命分析流程
7、基于AWB-Ncode的振動疲勞計算方法
工程實例-1：自行車前叉振動疲勞壽命計算
備注
1、開課前老師會針對學員反饋的技術問題進行分析，對共性問題在課堂中老師會與學員共同分析探討、個性問題將在課下單獨交流。
展開 電機振動噪聲建模分析：基于導入DXF轉子模型導入MANATEE的振動噪聲仿真分析
通過導入DXF文件與MANATEE的耦合可以更加方便，更加準確的進行電機電磁振動噪聲的仿真分析，為用戶提供了切實可行的解決方案。
文章來源：天源科技
【11月22-25日 南京】結構振動、沖擊、碰撞計算、動力優化設計、振動疲勞分析與振動臺試驗模擬
為了讓廣大分析人員更好地掌握結構動力設計與計算的技巧，弄清Ansys workbench動力計算原理和操作技巧，特舉辦“結構振動、沖擊、碰撞計算、動力優化設計、振動疲勞分析與振動臺試驗模擬”專題培訓。
本課程基于ANSYS經典和Workbench平臺，針對各類結構的振動、沖擊、碰撞強度問題、動力優化問題、振動疲勞問題和振動臺試驗模擬問題，給出有效的數值計算方案，并對多點激勵問題、大質量法、位移法和大剛度法的數值模擬技術等相關高級計算技術進行探討。課程全面系統的講解各類動力學問題的計算原理、Workbench不同動力分析模塊的計算原理，設置方法和常見問題的處理措施。通過原理解析、大量實例操作強化軟件應用，提升設計人員提高解決實際工程問題的能力。
時間地點
2019年11月22日-11月25日 江蘇*南京
（第一天報到，授課3天）
主講專家
該課程講師，副教授，博士畢業于哈爾濱工業大學工程力學專業，擅長工程數值分析，14年仿真分析經驗；仿真領域涉及結構靜、動力計算，結構疲勞、損傷與斷裂，計算流體力學，流固耦合及多物理場耦合數值模擬，轉子及多體動力學，工程傳熱與熱應力計算，爆炸與沖擊力學，Ansys二次開發等。發表學術論文20余篇，其中SCI、EI收錄論文13篇，申請發明專利2項。培訓70多場次，學員上千人。
增值服務
1、贈送定制U盤一個；
2、同一單位2人報名享受9折優惠；同一單位3人以上（含）報名享受8.5折優惠；
3、課程結束后關注公眾號可領取該課程課件、配套CAE模型及同步教學視頻；參訓學員或企業針對課程相關問題在課程結束后也可以得到老師的解答與指導（郵件、微信、電話），作為講授的補充。
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