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隨機(jī)振動分析案例-abaqus第一步：計算結(jié)構(gòu)模態(tài)，輸出位移和應(yīng)力。第二步：隨機(jī)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(jī)振動計算頭文件設(shè)置2.5 隨機(jī)振動分析結(jié)果2.6 隨機(jī)振動σ應(yīng)力結(jié)果評價

三、試驗場載荷轉(zhuǎn)臺架Block的核心準(zhǔn)則 用戶路面轉(zhuǎn)試驗場路面暫且略過不提，我們重點討論試驗場載荷轉(zhuǎn)臺架 Block。下表2為某車型橫向穩(wěn)定桿在一些典型試驗場路面下的載荷。表2 某車型橫向穩(wěn)定桿在部分典型路面上的隨機(jī)載荷譜（實際上這里放的是微應(yīng)變譜） 我們對動態(tài)載荷進(jìn)行觀察，就會發(fā)現(xiàn)大多數(shù)動態(tài)載荷存在隨機(jī)性，即無明顯的規(guī)律可以尋找。

圖8 頻率分析載荷步設(shè)置通過模態(tài)計算，獲取了印制電路板結(jié)構(gòu)前10階固有模態(tài)特性，包括模態(tài)頻率和模態(tài)振型。印制電路板結(jié)構(gòu)模態(tài)分析結(jié)果如下：圖9 模態(tài)頻率圖10 模態(tài)振型7）創(chuàng)建隨機(jī)振動載荷步a）定義功率譜密度函數(shù)圖11 隨機(jī)激勵的功率譜函數(shù)（PSD）定義b）隨機(jī)響應(yīng)分析參數(shù)設(shè)置定義頻率范圍上下限，設(shè)置掃頻點數(shù)和固有頻率集中系數(shù)。

圖4 Duty Cycle載荷譜生成 將各方向載荷譜與對應(yīng)方向頻響傳遞函數(shù)相關(guān)聯(lián)，通過振動疲勞分析模塊中載荷編輯模塊一一對應(yīng)。 圖5 多軸隨機(jī)載荷激勵順序施加 2、多軸隨機(jī)載荷同時激勵 在實際結(jié)構(gòu)中存在同時受X/Y/Z三個方向隨機(jī)激勵，為了仿真模擬這種情況，載荷譜定義時我們需要知道各方向譜值間的相關(guān)性。

而在振動疲勞分析中，環(huán)境時域載荷激勵往往是非常復(fù)雜的，為了提升計算速度，一般先將基于時間的載荷數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域PSD譜。比如，車輛在進(jìn)行振動疲勞測試時，一般提取四個車輪中心處的載荷，如圖1所示，然后通過多體動力學(xué)軟件ADAMS構(gòu)建整個車身模型獲取車身關(guān)鍵點的載荷，或者更復(fù)雜一點通過ADAMS軟件搭建測試路面、整車模型提取目標(biāo)點的載荷，如圖2所示。

而在振動疲勞分析中，環(huán)境時域載荷激勵往往是非常復(fù)雜的，為了提升計算速度，一般先將基于時間的載荷數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域PSD譜。比如，車輛在進(jìn)行振動疲勞測試時，一般提取四個車輪中心處的載荷，如圖1所示，然后通過多體動力學(xué)軟件ADAMS構(gòu)建整個車身模型獲取車身關(guān)鍵點的載荷，或者更復(fù)雜一點通過ADAMS軟件搭建測試路面、整車模型提取目標(biāo)點的載荷，如圖2所示。

而在振動疲勞分析中，環(huán)境時域載荷激勵往往是非常復(fù)雜的，為了提升計算速度，一般先將基于時間的載荷數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域PSD譜。比如，車輛在進(jìn)行振動疲勞測試時，一般提取四個車輪中心處的載荷，如圖1所示，然后通過多體動力學(xué)軟件ADAMS構(gòu)建整個車身模型獲取車身關(guān)鍵點的載荷，或者更復(fù)雜一點通過ADAMS軟件搭建測試路面、整車模型提取目標(biāo)點的載荷，如圖2所示。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)在隨機(jī)載荷下的疲勞壽命評估，一直是工程上關(guān)心的重點，通常是對垂向、橫向及縱向三個方向進(jìn)行檢測試驗，本文主要介紹如何在Ncode中建立兩種多軸隨機(jī)振動疲勞分析流程。 1、本次示例是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IEC61373-2010設(shè)置隨機(jī)振動疲勞功率譜密度，檢驗?zāi)骋辉O(shè)備長壽命情況。

為了確保結(jié)構(gòu)不受破壞，電池包必須具備足夠的強(qiáng)度來承受路面的隨機(jī)載荷。通常獲取電池包結(jié)構(gòu)振動特性的途徑包括數(shù)值仿真與試驗方法。試驗方法可依據(jù)《GB38031-2020電動汽車用動力蓄電池安全要求》進(jìn)行測試，該國標(biāo)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(jī)，測試過程較長、成本較高。

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

一、隨機(jī)振動介紹隨機(jī)振動，可以分為兩個方面來了解，一個是“隨機(jī)“，一個是”振動“。隨機(jī)，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(fù)運動。隨機(jī)振動的常見例子有汽車在路面上的振動，風(fēng)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(jié)構(gòu)的受力狀況呢？

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

點擊文章底部“閱讀原文”或掃描下方二維碼獲取，也可以與我們探討，如何將此項技術(shù)應(yīng)用于您的具體產(chǎn)品開發(fā)中。☆ END ☆

隨機(jī)振動分析使您能夠確定結(jié)構(gòu)對本質(zhì)上隨機(jī)的振動載荷的響應(yīng)。隨機(jī)性是激勵或輸入的一個特征。典型應(yīng)用包括飛行中的飛機(jī)所承受的載荷、在崎嶇道路上行駛的送貨卡車，以及海上結(jié)構(gòu)物所承受的波浪載荷。許多隨機(jī)過程遵循高斯分布，也稱為正態(tài)分布。假設(shè)激勵遵循高斯分布。1σ值表示68.3%的時間內(nèi)的發(fā)生率，而3σ值表示99.7%的時間內(nèi)的發(fā)生率。

金屬支架左側(cè)3端面固定支撐，隨機(jī)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(yīng)分析聯(lián)合nCode進(jìn)行隨機(jī)振動疲勞仿真。

本例展示基于功率譜密度曲線（PSD）的電池組疲勞分析，即針對隨機(jī)振動的疲勞壽命 分析。 1 問題設(shè)定 一塊電池組，尺寸為 70mm x 175mm x 400mm。該電池組的兩端共有 6 個端點，分別受 到垂直于電池組平面的激勵作用，且激勵的加速度功率譜密度曲線（ASD）相同。

如對三個方向X/Y/Z分別采用1G加速度進(jìn)行激勵，并與載荷幅值TABLED1關(guān)聯(lián)，即為實際載荷譜激勵。2.4 為了保證計算精度，在結(jié)構(gòu)響應(yīng)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(yīng)力響應(yīng)結(jié)果，作為隨機(jī)振動疲勞輸入。