振動響應仿真分析
關注創建者：匿名 創建時間：2022-01-05
振動響應仿真分析的視頻教程
ANSYS頻率響應分析+Ncode隨機振動疲勞分析
首先基于受力情況復雜的車輛懸架橫臂，利用ANSYS APDL完成懸架的頻率響應分析，并通過輸入PSD信號，利用Ncode進行隨機振動疲勞分析
￥19.9 22分鐘 89播放
查看
旋轉葉片強度、振動及諧響應仿真教程（ANSYS Workbench）
采用ANSYS workbench軟件手把手教會學員以下內容： 旋轉葉片強度仿真計算 旋轉葉片模態仿真計算 氣流激振力作用下旋轉葉片諧響應仿真計算 計算一定轉速下葉片強度，以其應力場作為初場算葉片動頻，最后基于模態疊加法，計算氣流激振力作用下葉片的諧響應。 學員通過本次課，掌握從網格劃分，邊界條件和載荷添加，到結果查看整個過程。
￥100 28分鐘 171播放
查看
Ansys 結構動態分析-模態/掃頻/隨機振動/響應譜/瞬態
包含模態分析 ，自由模態，固有頻率，振型，發動機零部件避免共振；掃頻/諧響應/頻響分析，動剛度計算，振動臺模擬，阻尼，分貝db，掃描速度db/oct介紹；振動應力分析，疲勞強度分析；隨機振動PSD，振動臺治具/夾具評估；響應譜分析，單點/多點響應譜，地震譜分析; 瞬態分析，各種非線性考慮，時間歷程等。
￥199 4小時 684播放
查看
振動響應仿真分析的實例教程
振動響應布點，其中39140節點代表輸入軸振動加速度；43563代表中間軸振動加速度；49186代表差速軸振動加速度。
圖 25 振動加速度仿真點示意圖
由圖可以看出，修形后殼體表面振動加速度顯著降低，從而說明修形優化了變速器振動噪聲，從而改善了變速器的NVH性能。
5. 結束語
由以上分析可以得出，修形后齒輪傳遞誤差明顯降低，使得齒輪傳動更加平穩；齒輪接觸斑點趨于中心，改善了齒輪受力情況；變速器的振動加速度明顯降低，改善了變速器NVH性能。后期將對變速器進行聲學仿真，繼續改善變速器NVH性能。并且會對變速器動力總成進行樣件生產，對其做模態、傳遞誤差、接觸斑點、振動響應、噪聲等試驗，實驗結果與仿真結果進行對比，驗證仿真結果的正確性。
展開 隨機振動是一種無法用確定的函數關系式表述的振動形式，處于隨機振動環境下的零部件的振動加速度幅值、位移幅值、應力幅值等無法預知。汽車受路面激勵而產生的振動、船舶受海浪作用產生的晃動、飛機受氣流的影響產生的擺動都是隨機振動現象。對隨機振動的載荷描述，利用數學統計的方式，把各個頻段的載荷大小分類，用功率譜密度來統計載荷的信息。
下圖為電池包振動測試國標中的加速度功率譜密度。可以看出，在Z向（垂直路面）上，加速度載荷主要集中在10Hz~20Hz頻段，這是因為路面、車架的振動主要是低頻振動，對電池包的激勵頻率一般不高于30Hz。
基于頻率響應法的電池包隨機振動仿真原理是：
（1）進行電池包的頻率響應分析，獲得整個電池包的加速度功率譜激勵和響應之間的傳遞函數。然后傳遞函數的平方與加速度功率譜相乘獲得隨機振動的響應。如下:
其中，H（iw）為傳遞函數；Sout（w）為電池包的響應；Sin（w）為加速度功率譜激勵；
（2）采用均方根應力和應力分布的三區間法評價隨機振動
一旦確定了隨機振動的響應的譜密度，響應的均方根值就可以根據下式得出：
可知：響應的譜密度曲線與橫坐標圍城的面積為響應的均方根值。
Steinberg根據應力的高斯分布將結構的應力水平劃分為三個層次，分別為1σ、2σ、3σ應力。三個應力水平對應發生的頻率如下表所示。三區間法假設，所有應力發生的頻率為99.73%，應力水平高于3σ的頻率為0.27%。
所以，我們仿真后得到的1σ應力擴大3倍得到3σ應力，只要3σ應力低于材料的屈服極限，就認為結構滿足隨機振動要求。
展開 圖13 正態分布函數
查看整體結構RMS位移云圖、RMS應力云圖和焊點RMS應力云圖如下：
9）APP封裝前的參數定義和關聯
圖14 參數化定義
圖15 參數關聯綁定
2、仿真APP封裝
基于Simdroid平臺提供的仿真APP開發環境，通過參數化定義和鼠標拖拽的方式快速搭建PCB隨機振動仿真APP，將PCB隨機振動仿真的分析過程進行封裝，開發具有關鍵部件材料選型設計、不同載荷譜（安全等級）量級等影響因素下“What-If”研究和響應評估的專業仿真APP，如下圖所示。
圖16 基于Simdroid平臺的仿真APP開發環境
3、基于仿真APP的結構設計
本仿真APP針對電子行業典型的PCB結構進行模態分析和隨機振動分析，可實現：
1）評估焊點材料屬性對結構模態特性及隨機振動響應的影響；
2）計算不同PSD譜加載里量級下的隨機振動響應RMS結果，評估焊點陣列在極限工況下是否發生強度失效；
3）評估不同模態阻尼比對隨機振動響應結果的影響。
在Simdroid無代碼的開發環境中，實現了PCB隨機振動仿真APP的快速封裝，基于當前初始參數值，仿真APP計算結果如下所示：
圖17 PCB模態振型（第2階）
圖18 隨機振動位移響應RMS值
圖19 隨機振動等效應力響應RMS值（最大值出現在焊點陣列上）
對于特定產品特定加載條件下的仿真分析步驟，仿真APP的顯著優勢在于：實現了復雜仿真知識和經驗的無代碼化封裝，為設計工程師預留了可設計驗證的外部輸入參數，用于快速驗證和對比不同設計方案、不同載荷工況或安全系數要求下的產品力學、熱等物理性能。
展開 紙機機架的振動特性直接影響紙張的品質。然而對于大型紙機，想要讓機架固有頻率避開所有不同直徑輥子的激振頻率是困難的，這時只要滿足該機架的最大振動振幅小于許可值，我們也認為這個機架的振動屬性是合格的。利用ansys軟件，建立有限元模型，將單位力施加到機架輥子處，進行諧響應分析，得到頻率與位移幅值曲線，經過fortran編程或excel將導出的數值進行轉換，結合由輥子精度等級計算得到的不平衡力，得到車速（即輥子的轉動線速度）與振動速度曲線，最后將各個不同直徑輥子的振動幅值疊加得到最終的振動曲線。與規定的標準值進行比較，從而可以判斷出該機架是否合格。
本文以一臺正在運營的紙機為例（圖1所示），基于以上原理說明ansys諧響應分析在紙機網部振動診斷中的應用。該紙機網部在運行車速900轉/分鐘左右時，流漿箱處存在明顯的振動，從完成部出來的紙的品質也不好。為了找到原因，建立網部的有限元模型，從而判斷出哪些因素對振動的貢獻最大。
2 振動測試
圖2為現場實測得到的流漿箱處的振動瀑布圖，測試范圍是需關心的車速在700m/min至1000m/min，頻率為0Hz至20Hz區間段。結果顯示，大約在5Hz時流漿箱沿紙機方向出現第一階振動幅值，該振動主要是由950/975mm輥子引起（可以由輥子直徑與轉速計算與瀑布圖對比得到），振幅為4.5mm/s，超過了相關文獻規定的許可值。
3 有限元分析
為了更好理解該紙機網部的振動，建立以梁單元與質量單元為主的有限元模型，如圖3所示。它將用來判斷激勵主要來自哪幾個輥子，也用來判斷減小振動措施的有效性。
展開 來源：仿趣科技微信公眾號（ID：findjoy8），作者：工程仿真小助手。
譜分析是一種將模態分析結果與一個已知的譜聯系起來，然后計算模型的位移和應力的分析技術，主要用于確定結構在隨機載荷下的動態響應。同時，我們需要注意的是，該類分析僅考慮線性的單元及材料，忽略各種非線性。
譜分析必須要已知結構的振型和固有頻率，因此需要先進行模態分析，當然我們可以考慮材料阻尼的影響。
1. 為什么要使用譜分析技術
在實際工程仿真應用中，工程師可能采用多種分析技術進行模型的求解，比如時域中的瞬態分析。
在瞬態分析中，為了捕捉不斷迭代的載荷，時間步長必須取得足夠小，因而通常很費時。對于瞬態分析，它很難應用于隨機振動的分析。而在譜分析中，我們則可以快速獲得位移、速度、加速度的最大響應，所以我們需要搞清楚什么是響應譜。
2. 什么是響應譜
考慮安裝于振動臺上的四個單自由度彈簧質量系統，它們的頻率分別是f1、f2、f3、f4，而且f1<f2<f3<f4。
如果振動臺以頻率f1 激振并且四個系統的位移響應都被記錄下來，結果將如下圖所示。
現在再增加頻率為f3 的第二種激振并記錄下位移響應，系統1及系統3將達到峰值響應。
展開 
振動響應仿真分析的相關專題、標簽、搜索
振動響應仿真分析的最新內容
從智能手機的熱交互、緊湊外殼內的高功率電路板散熱，到極端天氣下的工業設備耐候性等復雜現實場景，通過熱仿真技術，工程師能夠精準預測設計在不同溫度場景下的行為，深刻理解熱能如何影響產品的效率、可靠性與安全性，從而在研發早期快速調整設計方案，實現產品的最佳性能表現。
Ansys應用類系列網絡研討會——熱仿真系列專題已上線，將重點介紹 Ansys 多款求解器矩陣在電子散熱、電熱耦合及復雜熱管理問題中的實際應用
概述：
本案例展示了阻尼器的諧響應分析仿真。通過對比有無粘彈性材料的兩種仿真工況，突出了粘彈性材料在阻尼減振中的作用。通過選擇合適的材料參數，粘彈性阻尼器能夠在高頻載荷范圍內有效抑制變形幅值。
目標：
1、理解諧響應分析的工作流程
2、熟悉在 Ansys Mechanical 中通過命令片段定義粘彈性材料模型
步驟：
1、打開 Ansys Workbench
現代塑料產品設計為了追求功能集成與美觀，模具結構變得日益復雜。對嵌入件（Part Insert）而言，前處理—特別是網格制作—面臨巨大挑戰。多材質射出成型（Multi-Component Molding，MCM）模擬最困難的地方在于不同材質（如雙色模、金屬嵌件）之間的接觸面處理，其模擬的準確度往往取決于組件交界面的處理。
以往工程師常面臨兩難：選擇非匹配網格（Non-matching Mesh
樹脂轉注成型（Resin Transfer Molding，RTM）是一種先進的復合材料成型制程，通常透過將纖維布含浸樹脂來生產高性能復合材料零件。RTM能夠生產具備高質量、復雜幾何形狀，以及尺寸精度、機械性能良好且一致的零部件。
Moldex3D RTM可以讓使用者在Studio上依照現場纖維布之鋪排來進行立體網格設計，也能從外部前處理軟件如Rhino、Hypermesh等輸入。Studio
研討會簡介：
車燈在路面顛簸、發動機激勵下易出現支架斷裂、焊點疲勞等問題，是汽車可靠性開發的重點。本次 ANSYS 車燈振動疲勞分析研討會，圍繞輸入數據規范、核心分析方法、仿真結果解讀及工程優化建議四大模塊展開教學，幫助工程師快速掌握從數據準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、電子電器行業的結構仿真工程師、可靠性工程師
白車身彎扭剛度仿真分析13天前
這邊有一個白車身模型，網格劃分已經完成了，扭轉剛度分析也完成了，需要進行一個彎曲剛度仿真分析，還有個一個優化解決方案，需要一同實驗，有償幫助
在工程仿真領域，一個長期困擾科研人員的悖論是：模型越精確，計算越昂貴；計算越昂貴，交互越遲鈍；交互越遲鈍，設計迭代越緩慢。 當COMSOL Multiphysics將深度神經網絡（DNN）、高斯過程（GP）和多項式混沌展開（PCE）三種代理模型深度集成到平臺中時，這一悖論被徹底打破——完整有限元模型（FEM）的"小時級求解"被壓縮為代理模型的"毫秒級響應"，而精度損失被控制在工程可接受范圍內。
形狀記憶合金（SMA）能夠在發生大變形后不產生殘余應變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復（形狀記憶效應）。偽彈性和形狀記憶效應使其特別適用于航空航天、生物醫學和結構工程等領域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創建靜力結構系統
太陽能電池板將太陽能轉化為電能，并可儲存起來。將多塊太陽能電池板排列成陣列，并隨太陽光線方向改變朝向，有助于最大限度地吸收可用的太陽能。
在仿真案例中，將一個簡單的球體放置在典型的硅材料太陽能電池板上方，指示了穩態下到達板面的熱流密度以及表面的溫度分布。這里不考慮電池板表面的自由對流，僅研究輻射效應。
目標
觀察由于一個發熱物體的輻射作用，太陽能電池板上的熱流密度和溫度分布。
在射出成型領域中，冷卻系統至關重要。塑件必須冷卻固化至特定溫度，脫模頂出時才能具備足夠的剛性，以避免塑件因外力產生變形，并可保持尺寸穩定性。此外，冷卻時間占整個成型周期70%-80%的時間，因此良好的冷卻系統可以大幅縮減成型周期、提升產能。
然而對許多大型產品的模具而言，水路數量多且復雜，這導致在分析之前，須耗費大量時間整理模具中各群水路的進出途徑。Moldex3D Studio的冷卻水路回路精靈提供可整理
