振動仿真的案例
仿真APP在汽車電池包隨機振動分析中的應用
通常獲取電池包結構振動特性的途徑包括數值仿真與試驗方法。試驗方法可依據《GB38031-2020電動汽車用動力蓄電池安全要求》進行測試，該國標對于不同類型車輛及振動測試條件等均有明確說明。但試驗方法需要物理樣機，測試過程較長、成本較高。鑒于電池包內部結構復雜，且設計變更頻率較高，因此借助數值仿真的手段可大幅提升產品優化迭代的效率，縮短研發周期，降低測試成本。
電池包隨機振動仿真可用于評估電池包在振動條件是否滿足結構性能要求。這種分析方法有效確保了電池包在汽車正常行駛過程中不產生振動破壞。通過隨機振動仿真，可以識別結構振動風險以及潛在的結構失效位置，進而采取相應的措施來改善設計或加強結構，提高電池包的可靠性和安全性。
一、仿真APP解決方案
本案例基于伏圖隱式結構分析功能對某新能源汽車電池包進行隨機振動仿真，并對仿真流程進行無碼化快速封裝，形成專用的汽車電池包隨機振動仿真APP，可實現以下功能：
快速評估不同材料對箱體結構隨機振動特性的影響；
快速評估不同結構阻尼系數對電池包結構隨機振動響應的影響；
考查不同模態數及掃頻區間對結構隨機響應結果的影響；
可快速設置不同放大系數下的功率譜密度對結構隨機響應的影響，評估在極端工況下電池包結構的振動特性。
歡迎在線體驗汽車電池包隨機振動仿真APP：汽車電池包隨機振動仿真分析 – Simapps Store – 工業仿真APP商店
1. 仿真流程搭建
1) 幾何導入
將電池包幾何模型（.stp或.step格式)導入伏圖平臺中。
圖2 幾何導入
2) 材料賦予
電池包下箱體與上蓋板均為AL6061，其密度為2700kg/m^3，楊氏模量為70000MPa，泊松比為0.33，屈服強度為248MPa。
展開 仿真APP在電路板隨機振動響應預測中的應用
圖1 PCB（印制電路板）（圖片來源于網絡）
在PCB的實際應用中，可能會受到來自機械振動、運輸過程、噪聲激勵等因素引起的隨機振動，它對印制電路板的電氣連接和信號穩定傳輸等性能產生顯著影響。因此，需要通過隨機振動分析，預測和評估PCB在這些隨機振動環境下的行為。
在印制板電子器件封裝中，焊點作為電子器件與PCB基板之間的關鍵連接，承擔著傳遞電信號、散熱、結構保護與支撐等作用，焊點的失效將直接導致器件的失效，從而會影響到產品的功能和可靠性。根據相關部門統計，20%的電子設備失效是由于振動導致的，而在這些失效中，焊點失效又是最為主要的原因之一。因此對封裝器件及其焊點陣列在隨機振動載荷下的應力場進行分析和評估，具有重要的工程價值。
振動環境試驗和振動仿真是對印刷電路板動力學特性設計和驗證的兩種方式。PCB隨機振動試驗可評估PCB在實際使用環境下的振動性能，以確保它在振動環境中的可靠性和穩定性，從而滿足相關國軍標、行業標準等的環境試驗要求，如國軍標《GJB150.16A振動試驗》對軍用裝備實驗室振動試驗的試驗方法、載荷工況等都有明確的說明和要求。但振動環境試驗需要有物理樣機作為被測對象，整個試驗的準備過程非常耗時費力，成本較高，且對于產品設計的反饋太過滯后。而振動仿真分析的手段可彌補振動環境試驗的不足，幫助用戶快速、高效、低成本地進行產品設計方案的驗證和優化迭代，降低物理試驗的次數和成本。
圖2 振動環境試驗的仿真替代
二、仿真APP解決方案
對于PCB隨機振動仿真分析，需要使用者具備一定的動力學理論知識和分析經驗，進行合適的仿真參數設置，才能確保分析結果的準確性。
展開 2017年4月26日，佛山，振動噪聲仿真及試驗研討會
振動噪聲仿真及試驗研討會
2017年4月26日，佛山
會議亮點：
發布全新的LMS聲學照相機（Sound Camera）
振動噪聲試驗及仿真解決方案及最新技術進展
多領域系統仿真兩相流技術
家電行業應用案例分析
為推進國內家電行業研發管理人員對振動噪聲仿真及試驗最新技術發展及應用的了解，Siemens PLM Software將于4月26日在佛山舉辦為期一天的振動噪聲仿真及試驗技術交流會。
本次技術研討會，Siemens PLM Software資深專家將介紹振動噪聲測試及仿真在家電研發領域的應用情況及總體趨勢，以及兩相流仿真技術及高級的工程方法。幫助家電行業研發工程師更好更快的完成產品開發。另外，工程師將向您介紹Siemens PLM Software全新推出的聲源定位解決方案，用于快速進行故障診斷和詳細的工程分析。
展開 基于ABAQUS的旋轉周期對稱結構振動仿真
ABAQUS是一款功能強大又方便操作的通用有限元仿真軟件。本文主要介紹ABAQUS在旋轉周期對稱結構仿真中的便捷性。在ABAQUS環境下，通常我們都對結構的強度和振動進行仿真時，都將整個結構模型進行網格劃分，然后進行整體分析。但對于一些結構如光盤、風扇、輪胎，甚至是汽輪機轉子等的旋轉周期對稱結構，我們則不必對整個模型進行建模，而是可以截取其中的一個扇區，將其作為計算模型，進行適當的設置便可進行整個模型的振動仿真。
以一個空心盤為例。如下圖所示：
若我們對這個模型進行強度與振動仿真，我們只需截取其中的一個扇區，如截取其中1/72（即5°）的扇區如下圖：
將其導出并劃分好網格，再導入ABAQUS中，設置旋轉周期對稱條件便能仿真整個盤的振動了。具體視頻操作見鏈接：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10169
在這給出視頻中的相應結果：
一階一節徑振型
一階二節徑振型
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展開 
滾動轉子式壓縮機基頻振動測試和仿真
季振勤等通過對空調外機鈑金件結構的低頻振動和異常噪聲的FFT分析，確認了壓縮機振動是導致室外機產生低頻振動和異常噪聲的主要原因[1-3]。因此，準確的預估壓縮機的低頻振動特性成了亟待解決的關鍵問題。
長期以來，對壓縮機的低頻振動的研究主要關注基頻回轉振動，即滾動轉子式壓縮機吸排氣腔的阻力矩的周期性波動，迫使壓縮機產生的往復回轉運動[4]，而對壓縮機的徑向振動和軸向振動關注較少。壓縮機回轉振動是影響空調配管振動、應力的主要因素，但隨著空調配管振動、應力仿真要求的不斷提高，僅用回轉運動描述壓縮機的振動，已經不能滿足仿真精度的需求。壓縮機徑向振動和軸向振動對配管振動、應力的影響逐步凸顯。因此，精確模擬壓縮機的實際運行狀態，是提高空調配管振動、應力仿真準確性的必然要求。
本文以某型號壓縮機為研究對象，通過對壓縮機殼體表面的工作振型（ODS）測試，獲得了壓縮機殼體表面的徑向、軸向、切向基頻振動分布。
展開 2006年會msc.easy5--基于MSC Easy5液壓自動調平艙振動仿真分析
基于MSC Easy5液壓自動調平艙振動仿真分析
1.JPG
基于MSC Easy5液壓自動調平艙振動仿真分析.pdf
基于頻率響應的電池包隨機振動仿真
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 基于LS-DYNA大型建筑物在隧道爆破條件下振動仿真
基于LS-DYNA大型建筑物在隧道爆破條件下振動仿真
摘 要:復雜環境下的控制爆破，爆破振動安全要求高，施工風險大。針對火車站下地鐵爆破施工進行了爆破振動仿真，結果顯示不同ZHA藥量對地表建筑物的影響。根據仿真結果可確定保護對象安全振速要求的最大一次起爆量，確定爆破規模，為后期爆破設計及施工提供依據。
關鍵詞:爆破振動; 結構物;
1 仿真背景
隨著爆破技術的不斷提高，爆破作業已被應用到各個工程領域，由于爆破施工場地的特殊性和隨機性，迄今爆破技術仍未形成一套完善的理論體系因爆破設計不合理或爆破施工不當造成的安全問題不少，因此爆破有害效應控制現已成為爆破領域的一個熱點。目前就如何實現爆破控制仍眾說紛紜，其計算依據也尚未統一。應用動力有限元程序模擬爆破振動對既有建筑物的影響，可對爆破所產生的爆破振動進行預測，為后期爆破設計及施工提供依據。
2 前處理
前處理的核心在于模型的創建和網格的劃分。
2.1 模型的創建
模型的創建可借助SW等專業軟件進行。
2.2 網格劃分
網格劃分重點在于網格大小和區分不同結構部件。
2.3 其他說明
（1）采用的單元類型：shell163，solid164和beam161。
（2）對于巖體周邊采用非反射邊界
（3）采用ALE算法。
展開 【4月19-22日 無錫】ANSYS Workbench電機結構強度、模態、振動仿真實例
背景
電機結構設計的基本內容包括四個方面，一是確定電機的防護形式、軸承型式和數目、軸伸型式和數目、安裝方式和冷卻系統等；二是確定電機某零部件具體的結構型式、形狀和具體尺寸，使用的材料；三是確定電機機械聯接的零部件之間的聯接方式；四是核算電機零部件的機械性能，包括強度、剛度、變形等的計算；而這幾部分內容之間是有相互關系和相互影響，需要電機結構工程師考慮充分及計算結構強度等問題準確，計算結構相關問題準確往往需要使用當下有限元等仿真方法。
先進的仿真平臺ANSYS Workbench是能實現結構靜力學、模態、諧響應、振動等仿真，Workbench獨特的項目圖形化界面把整個仿真過程緊密結合在一起，完成復雜的多物理場耦合分析，通過電磁場與電場、電磁場與熱場和電磁場與結構等物理場相互耦合分析產品，可以在產品設計階段就能減少產品問題。特舉辦“ANSYS Workbench電機結構強度、模態、振動仿真實例”培訓。詳情請參見第四部分“內容大綱”。
時間地點
時間：2019年4月19日-4月22日（第一天報到，授課3天）
地點：江蘇*無錫
主講專家
該課程講師，具有13年電機設計及仿真分析經驗，具備電機結構及電磁等多物理場耦合仿真分析能力，一直對外提供技術咨詢服務，具有扎實的數值計算理論基礎；熟練掌握ANSYS EM、Workbench、Matlab等軟件。培訓40多場次，學員上千人。
內容大綱
報名費用
標準費用：3980元/人，食宿可統一安排，費用自理。
展開 技術干貨丨基于 Altair SimSolid 的工業電子設備隨機振動仿真
測試只能在實物打樣出來以后進行，如果不通過，將會導致設計的返工，如果設計階段能快速進行 CAE 仿真評估產品在各種工況下的性能，將能極大的提高后期測試一次通過率，縮短開發周期和降低開發成本。傳統的有限元仿真，對于復雜仿真，分析周期長，經常不能適應快速迭代設計需求。本文采用 SimSolid 無網格分析軟件，對某工業電子設備做隨機振動分析，十幾分鐘內能得到仿真結果，實現產品性能快速評估。
Siemens PLM Software高頻振動聲學仿真解決方案專項培訓邀請函
Siemens PLM Software高頻振動聲學仿真解決方案專項培訓邀請函
2014年10月20-21日 武漢
對于振動聲學仿真，目前可以采用多種技術方案來滿足不同的需求。這其中最重要的技術就是有限元、邊界元和聲線法技術，這些都已經集成到了LMS Virtual.Lab中。然而這些"經典"技術還不能解決所有類型的振動聲學問題。特別地，有限元或邊界元方法不容易解決高頻、特別是大尺寸產品（如飛機、船舶、列車等）的高頻問題，因其巨大的模型規模會嚴重降低計算速度，因此更適合使用統計能量分析（SEA）技術。
為了幫助國內廣大用戶了解最新的統計能量聲學仿真技術進展，Siemens PLM Software特邀請比利時聲學仿真專家Koen De Langhe博士來華，在武漢舉行為期二天的高頻振動聲學仿真解決方案專項培訓。
展開 
揚聲器振動結構仿真分析
揚聲器和揚聲器系統的振動仿真分析沒有行業專用的軟件，一般采用通用的有限元軟件進行，如Ansys，Comsol，Abaqus等。
主要可以做一些模態分析（如fs，晃動模態，中頻谷，分割振動），靜力分析，非線性分析（如Kms（x）曲線），喇叭盆架或箱體強度，跌落，鉚合等。 為設計支片，做了一個簡單的comsol app模型。可以對支片設計做一些前期快速驗證。
先簡單介紹下，具體的詳細應用會后續再進行探討。
其實不了解有限元軟件也沒關系，多學些有限元的基本知識，對解決工作中會碰到的比如應力集中。頻響曲線峰谷分析等問題也是有幫助的。防止無目的的純靠猜想。當然Klippel的Scanner或者Polytec激光測振儀等用處也相當大。刨除儀器測試誤差，分析結果比有限元的結果要可信，而且可以用來校準有限元的模型。
跌落的仿真是相當復雜的。值得一提的是，Solidworks/ProE自帶的仿真模塊，comsol對這個問題基本無解。即便能得到結果，其可信度也是相當低的。得使用Ansys或Abaqus等的顯式動力學模塊。
關于顯式動力學，感興趣的朋友可以自行了解一下。 汽車的碰撞仿真和跌落是類似的，屬于高度非線性，接觸時間極短。
鉚合的仿真分析可以用在比如鉚合盆架/前夾板（華司）的鉚合刀口的優化上，如何使得鉚合力最大。
跌落和鉚合都做過一些模型，包括還有音圈規彈簧位置粗細等模型，不過暫時還未實際應用在真實產品中。因為對揚聲器/音箱的實際工程應用作用也不大，有其他簡單的經驗調整辦法，除了可以水一水論文之外。 后續可能合適的時候再拿出來炫技一番。
更多優質內容案例，請關注公眾號：揚聲器系統設計與仿真
展開 基于ABAQUS之轉子軸承模擬及轉子振動仿真
無論是轉子靜強度仿真，還是轉子動力學仿真，其關鍵都在于軸承的有效模擬。一般的，對轉子進行相關仿真時，處理軸承的方法有兩種：一是畫出軸承的實體模型，將其作為轉子相互作用結構參與整個轉子模型的仿真；另一種是對軸承的參數如支承剛度和阻尼等進行等效計算，并將這些參數作為轉子仿真分析的輸入條件。顯然，前者是十分繁瑣的，且對軸承的模型需經一番研究方可合理建出。而后者則是普遍被采用的方法，在等效參數較合理時可獲得較好的結果。
在ABAQUS中，其實也可以采用第二種方法進行軸承的模擬，通過換算并給定合理軸承剛度和阻尼，便可有效模擬軸承對轉子的作用。如下面一個單盤轉子：
其兩端軸頸由兩個軸承支承，經模擬軸承作用，并進行轉子的振動仿真。可得結果如下：（詳細計算操作詳細過程詳見教程：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10220，若有疑問，歡迎咨詢）
一階彎曲
二階軸盤彎曲耦合
傘形振動
展開 2017.03.21-南昌-振動噪聲測試及仿真技術交流會
振動噪聲測試及仿真技術交流會
2017年3月21日，南昌
會議亮點：
測試與仿真方案的完美結合
LMS解決方案如何助力產品NVH性能研發
適用于汽車、軌道交通、通用機械等行業
實地參觀華東交通大學實驗室
隨著噪聲和振動方面的法規要求日漸嚴格，NVH工程設計面臨的壓力也越來越大。為幫助國內客戶提升振動噪聲測試和仿真技術的應用水平，Siemens PLM Software將于3月21日在南昌舉辦專題技術交流會，我們的技術專家將介紹國外最新的NVH技術，并結合真實應用案例和客戶的實際問題，與大家進行交流。
LMS測試解決方案是高速多通道數采系統與最完整的振動噪聲及疲勞耐久性測試的完美結合，不僅平衡了易用性與功能靈活性，還可以極大地提高測試設備的工作效率，在可用的實物樣機大幅減少的情況下，仍可獲得更全面可靠的試驗結果。
LMS振動噪聲仿真解決方案包括了從聲輻射到聲振耦合、從振動噪聲到流體噪聲、從部件到系統、從低頻到中高頻等一系列解決方案，幫助工程師快速建立精確的仿真模型，在物理樣機制造之前對其真實性能進行準確的仿真，優化產品設計。此外，通過MBSE的傳動系扭振解決方案（包括傳動系扭轉、Gear Rattle、Booming等），工程師能夠掌握如何在早期設計階段，基于模型仿真的方法，進行NVH、動力總成匹配的方案設計。
展開 Siemens PLM Software高頻振動聲學仿真解決方案專項培訓邀 請 函
Siemens PLM Software高頻振動聲學仿真解決方案專項培訓邀 請 函
2014年10月20-21日 武漢
對于振動聲學仿真，目前可以采用多種技術方案來滿足不同的需求。這其中最重要的技術就是有限元、邊界元和聲線法技術，這些都已經集成到了LMS Virtual.Lab中。然而這些"經典"技術還不能解決所有類型的振動聲學問題。特別地，有限元或邊界元方法不容易解決高頻、特別是大尺寸產品（如飛機、船舶、列車等）的高頻問題，因其巨大的模型規模會嚴重降低計算速度，因此更適合使用統計能量分析（SEA）技術。
為了幫助國內廣大用戶了解最新的統計能量聲學仿真技術進展，Siemens PLM Software特邀請比利時聲學仿真專家Koen De Langhe博士來華，在武漢舉行為期二天的高頻振動聲學仿真解決方案專項培訓。
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