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上表2所展示的穩(wěn)定桿的隨機(jī)載荷譜，用ncode轉(zhuǎn)化后的結(jié)果如下表3：表3 某車型橫向穩(wěn)定桿在部分典型路面上的臺(tái)架Block 通常情況下，一個(gè)完整的常規(guī)耐久路試試驗(yàn)，一般包含十幾個(gè)以上的路面，將穩(wěn)定桿在所有耐久路面上的動(dòng)載載荷都進(jìn)行轉(zhuǎn)譜處理，結(jié)合整車在每條路面的路試循環(huán)次數(shù)，最終得到如下圖2的的臺(tái)架Block。

電池包是新能源汽車的關(guān)鍵零部件，其耐久性影響著新能源汽車整體的可靠性，按照國標(biāo)GB/T31467.3-7.1振中的要求，電池包需要在振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行三個(gè)方向上疲勞耐久，測試從Z軸開始，然后是Y軸，最后是X軸。每個(gè)方向的測試時(shí)間是21個(gè)小時(shí)。本文基于某車型動(dòng)力電池包，使用Hypermesh-Optistruct-Ncode聯(lián)合仿真分析手段，進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析。

在汽車底盤橡膠襯套的耐久性開發(fā)中，工程師長期面臨一個(gè)核心矛盾：臺(tái)架試驗(yàn)或仿真分析中使用的簡化載荷塊（Block Cycle），能否真正復(fù)現(xiàn)車輛在復(fù)雜路況下承受的真實(shí)多軸載荷？

五、測試案例：下擺臂疲勞測試流程 載荷譜采集：在目標(biāo)市場典型路況（城市道路 + 高速 + 山區(qū)路）采集下擺臂應(yīng)變數(shù)據(jù)，累計(jì) 10 萬公里，通過雨流計(jì)數(shù)法提煉關(guān)鍵載荷循環(huán)。 臺(tái)架測試方案：采用電液伺服臺(tái)架，施加垂直力（±5000N）+ 側(cè)向力（±2000N）的復(fù)合載荷，頻率 5~20Hz，溫度控制 23℃±5℃，循環(huán)至 10^6 次或失效。

此外，利用疲勞損傷等效原理進(jìn)行道路載荷的壓縮，也是該技術(shù)的重要組成部分。這是因?yàn)樵趯?shí)際運(yùn)行過程中，車輛經(jīng)受的疲勞損傷是一個(gè)長時(shí)間的積累過程。而通過壓縮道路載荷，我們可以在較短的時(shí)間內(nèi)模擬出這個(gè)過程，從而實(shí)現(xiàn)開發(fā)耐久試驗(yàn)的加速。軸耦合道路模擬臺(tái)架試驗(yàn)的主要工作步驟包括：載荷譜采集、數(shù)據(jù)處理、試驗(yàn)加速、臺(tái)架迭代和耐久試驗(yàn)。

需要將零部件測試與整車測試數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，將實(shí)驗(yàn)室臺(tái)架結(jié)果與實(shí)際路譜關(guān)聯(lián)。定制化的多軸振動(dòng)臺(tái)、道路模擬機(jī)以及完整的傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是必不可少的。 3. 電子行業(yè)：高精度、高頻率與微觀失效 測試焦點(diǎn)： 電子產(chǎn)品（如芯片、PCB板、消費(fèi)電子）的疲勞問題更微觀。核心是熱疲勞（由于功率循環(huán)導(dǎo)致的熱脹冷縮）和振動(dòng)沖擊疲勞。

問題： 在Ansys Workbench進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)分析時(shí)，有時(shí)為了評(píng)估結(jié)構(gòu)共振條件下是否可以滿足要求。需要將環(huán)境PSD譜，疊加共振頻率的駐頻進(jìn)行振動(dòng)仿真。當(dāng)使用Ncode進(jìn)行計(jì)算時(shí)可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)輸入環(huán)境PSD譜和正弦駐頻。但是在Ansys Workbench進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)分析時(shí)，確不能同時(shí)輸入PSD譜和正弦駐頻。

載荷譜的輸入在ANSYSNCODE來完成，通過ANSYS NCODE 振動(dòng)載荷生成器產(chǎn)生相應(yīng)的PSD譜，將PSD譜導(dǎo)入到載荷譜編輯器中同各方向諧響應(yīng)傳遞函數(shù)相關(guān)聯(lián)。 1、多軸隨機(jī)載荷順序發(fā)生 通常在多軸隨機(jī)載荷應(yīng)用于模擬振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)架時(shí)，每次施加一個(gè)方向的激勵(lì)，各方向激勵(lì)載荷需要依次施加。

故對(duì)于壓縮機(jī)支架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析，將采用靜強(qiáng)度進(jìn)行校核，靜強(qiáng)度載荷將參考類似汽車發(fā)動(dòng)機(jī)附近加速度實(shí)測路譜，如圖2所示：2 拓?fù)鋬?yōu)化拓?fù)鋬?yōu)化（Topology Optimization）是一種在給定的載荷、約束條件和性能指標(biāo)的約束情況下，在給定區(qū)域?qū)で笞罴巡牧戏植嫉臄?shù)學(xué)模型，是鑄鋁件進(jìn)行輕量化減重的常用仿真方法。

在疲勞試驗(yàn)中，5 種工況依次加載1 次，共加載20 000 個(gè)循環(huán)，共100 000 個(gè)加載周期，在每個(gè)周期中，蝸輪先正轉(zhuǎn)560°，再反轉(zhuǎn)560°。通過100 000周期加載試驗(yàn)是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)疲勞性能的最低安全要求。表2 多工況載荷譜Tab.2 Multi-condition load spectrum多工況載荷譜相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩加載曲線如圖3所示。

3VPG彌補(bǔ)傳統(tǒng)耐久載荷短板 ? 編輯傳統(tǒng)解決整車疲勞破壞的方案整車強(qiáng)度耐久屬性開發(fā)在項(xiàng)目前期CAE的仿真迭代需要虛擬載荷的輸入，零部件及系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)證過程中同樣需要強(qiáng)度耐久載荷的輸入，耐久屬性開發(fā)需要確保CAE虛擬仿真/零部件及系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)/整車道路試驗(yàn)有強(qiáng)關(guān)聯(lián)性，VPG虛擬試驗(yàn)長載荷技術(shù)正好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法的短板。

大多數(shù)情況下工業(yè)產(chǎn)品都是由多個(gè)零部件組成，不同類型的零部件可能是由不同的零部件供應(yīng)商提供。而整機(jī)NVH性能就變成一個(gè)系統(tǒng)性的問題，需要對(duì)每個(gè)零部件NVH激勵(lì)及傳遞進(jìn)行把控。傳遞路徑分析（Transfer Path Analysis， TPA）方法被廣泛應(yīng)用于這個(gè)領(lǐng)域，用于進(jìn)行問題診斷及評(píng)估。

道路載荷譜是進(jìn)行結(jié)構(gòu)件耐久驗(yàn)證的有效方式，但路試采集的路譜信號(hào)很難直接用于零部件的結(jié)構(gòu)疲勞臺(tái)架試驗(yàn)，為了等效路試損傷并保證試驗(yàn)經(jīng)濟(jì)性，采用載荷塊方法進(jìn)行后下控制臂的臺(tái)架試驗(yàn)。其原理是基于雨流計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)法將道路采集時(shí)序數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為當(dāng)量偽損傷程度的循環(huán)載荷，根據(jù)累計(jì)疲勞損傷、材料應(yīng)力應(yīng)變遲滯回線等原理，將汽車道路載荷譜轉(zhuǎn)化為零件臺(tái)架模擬試驗(yàn)加載譜[7]。

根據(jù)準(zhǔn)確的動(dòng)態(tài)模擬進(jìn)行零部件的關(guān)鍵設(shè)計(jì)和變更 動(dòng)態(tài)性能模擬更簡單、快速和靈活 多種動(dòng)態(tài)加載選項(xiàng) 靜態(tài)載荷和動(dòng)態(tài)載荷 強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)：位移、速度和載荷 帶載荷的強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)：大質(zhì)量/彈簧法、慣性載荷法、拉格朗日乘子法 初始條件：位移和速度 靜態(tài)分析支持初始條件 使用可用的時(shí)間延遲和相位超前選項(xiàng)定義頻率相關(guān)激勵(lì)

圖3 選擇有限元模型中的分析對(duì)象4.功率譜文件輸入設(shè)置完計(jì)算工況之后，需要輸入隨機(jī)振動(dòng)疲勞疲勞計(jì)算的載荷譜，本實(shí)驗(yàn)選擇IS0 12405-1標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)縱向z方向做隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析，縱向z方向的PSD值如表1所示。

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