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本期海克斯康直播講堂請到了結構仿真高級專家冀溫凱，將帶來“航天船舶行業(yè)結構隨機振動”主題技術分享，展示MSC Nastran是如何直接進行隨機振動分析并進行預載荷隨機振動分析設置，更有復材應用案例輔以講解，趕快報名預約吧！

本人編寫了基于等效結構應力的隨機振動疲勞計算程序，程序使用教程如下：1. 軟件驗證2. 建立有限元模型3. 提取有限元模型的節(jié)點、單元信息1) 導出有限元模型2) 提取模型的節(jié)點及單元數(shù)據(jù)3) 計算FullFaceShell包含的殼單元的法向向量4.

隨機振動分析案例-abaqus第一步：計算結構模態(tài)，輸出位移和應力。第二步：隨機振動分析2.1 定義輸出頻率上下限和模態(tài)阻尼2.2 定義PSD載荷及加載2.3 定義輸出2.4 隨機振動計算頭文件設置2.5 隨機振動分析結果2.6 隨機振動σ應力結果評價

將疊加后的PSD譜直接復制到Ansys Workbench中，再進行輸入Improved fit后即可進行正常隨機振動仿真。示例：1.模態(tài)疊加法隨機振動分析，計算結構模態(tài)。

一、隨機振動介紹隨機振動，可以分為兩個方面來了解，一個是“隨機“，一個是”振動“。隨機，指的是運動是不規(guī)律的，不能用一個函數(shù)來表示其隨時間的變化。”振動“指的是物體在一個位置附近的往復運動。隨機振動的常見例子有汽車在路面上的振動，風載荷下建筑的振動等。對于一個沒有規(guī)律的運動，如何去分析結構的受力狀況呢？

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(xiàn)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(shù)對電池包結構隨機振動響應的影響； 考查不同模態(tài)數(shù)及掃頻區(qū)間對結構隨機響應結果的影響； 可快速設置不同放大系數(shù)下的功率譜密度對結構隨機響應的影響

圖16 基于Simdroid平臺的仿真APP開發(fā)環(huán)境3、基于仿真APP的結構設計本仿真APP針對電子行業(yè)典型的PCB結構進行模態(tài)分析和隨機振動分析，可實現(xiàn)：1）評估焊點材料屬性對結構模態(tài)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(fā)生強度失效；3）評估不同模態(tài)阻尼比對隨機振動響應結果的影響。

圖8 nCode電池包隨機振動疲勞分析結果8.結語疲勞問題一直是汽車結構開發(fā)開發(fā)中的難點，影響疲勞壽命的因素較多且不易控制。本文基于Alphatigue軟件，以電池包仿真模型為基礎，分析了其在隨機振動載荷下的疲勞壽命。結果表明，該型電池包的疲勞性能滿足設計要求。 文章來源：疲勞壽命分析技術

<p>基于加速度功率譜密度曲線（ASD）的振動分析，即針對隨機振動的結構有限 元分析。

PCB板、金屬支架材料為結構鋼，其余構件簡化為鋁合金。金屬支架左側3端面固定支撐，隨機振動載荷類型為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諧響應分析聯(lián)合nCode進行隨機振動疲勞仿真。

載荷識別　　指分析和確定振源的性質（是有規(guī)律的還是隨機的？是定力還是定運動？等等）、傳播途徑及振源施加在系統(tǒng)上的載荷譜（即載荷的時間歷程）。載荷識別也叫環(huán)境預測，它可為分析系統(tǒng)的動力響應和振動原因等提供數(shù)據(jù)。大型結構承受的載荷非常復雜，很難直接測定，但可以通過結構的響應信號和系統(tǒng)已知的數(shù)學模型來反推系統(tǒng)承受的載荷，再根據(jù)各種工況下得出的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和綜合，最終得到載荷譜。

沖擊波噪聲、氣流分離噪聲等都對飛機結構產(chǎn)生噪聲激勵，而產(chǎn)生振動應力，靠近噪聲源的結構，這種振動應力尤其嚴重。對于某些典型結構，如舵面、平尾、垂尾、腹鰭以及外掛架等，由于受到擾流的作用而產(chǎn)生隨機振動激勵，引起隨機振動動力響應，從而在這些結構上的一些部位產(chǎn)生疲勞裂紋。

動載荷測試信號較為復雜，表現(xiàn)為： 振動源和結構的振動響應隨時間變化，這是隨機的和不確定的。 橋梁結構具有許多自由度，并且車輛和橋梁的耦合振動使其動態(tài)特性更加復雜。 干擾信號和不規(guī)則現(xiàn)象很多。 動態(tài)信號的時域描述 信號幅度隨時間變化的數(shù)學表達式稱為信號的時域描述。

隨機響應分析（Random Response Analysis）是一種用于評估結構在隨機激勵下的振動響應的方法。它考慮了結構的固有振動特性和隨機激勵之間的相互作用，幫助我們理解系統(tǒng)在隨機環(huán)境下的工作情況。

2.4 為了保證計算精度，在結構響應的峰值位置增加計算頻率（FREQ1）。采用FREQ1，本分析頻率范圍為1-200Hz，掃頻方式選擇為頻率初始值2Hz，掃頻增量5Hz，掃頻增量步40步。2.5 輸出模型應力響應結果，作為隨機振動疲勞輸入。

產(chǎn)品結構在隨機載荷下的疲勞壽命評估，一直是工程上關心的重點，通常是對垂向、橫向及縱向三個方向進行檢測試驗，本文主要介紹如何在Ncode中建立兩種多軸隨機振動疲勞分析流程。 1、本次示例是根據(jù)標準IEC61373-2010設置隨機振動疲勞功率譜密度，檢驗某一設備長壽命情況。