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

本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：1、學(xué)習(xí)型仿真工程師2、理工科院校學(xué)生你會(huì)得到什么：1、學(xué)習(xí)塔架三維模型的處理2、學(xué)習(xí)隨機(jī)振動(dòng)分析步的建立3、學(xué)習(xí)隨機(jī)振動(dòng)分析的邊界條件的施加4、學(xué)習(xí)隨機(jī)振動(dòng)分析的隨機(jī)振動(dòng)載荷的施加案例介紹：所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.案例介紹了ANSYS workbench 塔架隨機(jī)振動(dòng)分析。

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本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：1、學(xué)習(xí)型仿真工程師2、理工科院校學(xué)生你會(huì)得到什么：1、學(xué)習(xí)筒體裝配圖的三維模型處理2、學(xué)習(xí)焊接相關(guān)的接觸設(shè)置3、學(xué)習(xí)模態(tài)分析步的建立4、學(xué)習(xí)基于模態(tài)分析的隨機(jī)振動(dòng)分析步建立5、學(xué)習(xí)隨機(jī)振動(dòng)的載荷施加案例介紹：所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.

2 分析過(guò)程 一般來(lái)說(shuō)，針對(duì)隨機(jī)振動(dòng)的疲勞分析包含兩大步。第一步是在 Abaqus 中完成固有模態(tài) 和掃頻兩個(gè)計(jì)算；第二步是把這兩個(gè)計(jì)算結(jié)果與 PSD 曲線一起輸入 fe-safe，運(yùn)行若干設(shè)置 后完成疲勞分析，得到相關(guān)結(jié)果。 以下內(nèi)容包含完整的詳細(xì)的電池包跌落仿真分析 附件為完整教程和CAE模型文件.rar

問(wèn)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(mǎn)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。

在隨機(jī)響應(yīng)分析時(shí)，需要設(shè)置隨機(jī)載荷激勵(lì)。 在Analysis Settings中選擇隨機(jī)響應(yīng)分析中所需要使用的模態(tài)階數(shù)（本例中選擇了10階，具體工程需酌情考慮）。 在ANSYS中進(jìn)行隨機(jī)響應(yīng)分析時(shí)，可以使用PSD（功率譜密度：Power Spectral Density）激勵(lì)來(lái)模擬結(jié)構(gòu)所處的隨機(jī)振動(dòng)環(huán)境。

圖1 車(chē)載動(dòng)力電池包的有限元模型2.電池包隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析流程的模塊卡片組搭建選擇Alphatigue圖形界面的方式快速搭建隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析流程，如圖2所示。一個(gè)完整的隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析流程共分為模型輸入與工況選擇、功率譜密度文件輸入和SN求解器三部分。

電子產(chǎn)品在使用過(guò)程中，難免會(huì)受到各種形式的振動(dòng)沖擊，這類(lèi)激勵(lì)通常具有隨機(jī)性和不確定性，迫使產(chǎn)品局部承受較大交變應(yīng)力進(jìn)而引起振動(dòng)疲勞失效。本文將以顯卡模型為例，闡述如何使用ANSYS Mechanical聯(lián)合ANSYS nCode DesignLife進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)疲勞仿真。

歡迎在線體驗(yàn)汽車(chē)電池包隨機(jī)振動(dòng)仿真APP：汽車(chē)電池包隨機(jī)振動(dòng)仿真分析 – Simapps Store – 工業(yè)仿真APP商店1. 仿真流程搭建1) 幾何導(dǎo)入將電池包幾何模型（.stp或.step格式)導(dǎo)入伏圖平臺(tái)中。

本文以某電子行業(yè)典型的PCB為例，介紹PCB隨機(jī)振動(dòng)分析過(guò)程和仿真APP制作方法，并基于仿真APP對(duì)不同焊點(diǎn)材料、不同模態(tài)阻尼比、不同PSD加載譜量級(jí)下隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)RMS結(jié)果進(jìn)行對(duì)比和評(píng)估。1、仿真流程搭建1）三維幾何模型導(dǎo)入對(duì)模型進(jìn)行必要的幾何簡(jiǎn)化和清理，將stp幾何模型導(dǎo)入到Simdroid。

按照振動(dòng)臺(tái)架邊界條件進(jìn)行工況設(shè)置，求解電池包振動(dòng)疲勞壽命。 有限元模型建立分析模型包括電池包殼體、模組以及車(chē)身連接支架，與車(chē)身安裝處采用rbe2模擬螺栓。通過(guò)節(jié)點(diǎn)耦合，在rbe2耦合單元主節(jié)點(diǎn)處施加激勵(lì)，模擬臺(tái)架狀態(tài)。本文使用聯(lián)合仿真進(jìn)行電池包臺(tái)架隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析，主要包括單位加速度激勵(lì)下應(yīng)力結(jié)果，振動(dòng)加速度頻譜，疲勞材料及參數(shù)設(shè)置以及后處理等。

整個(gè)流程可以在ANSYS Workbench平臺(tái)中完成，其流程圖如下： 圖片圖1多軸隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析流程圖 頻響分析 頻響分析分析時(shí)通常施加某方向的單位加速度激勵(lì)，得到單位載荷激勵(lì)下模型各階頻率上的應(yīng)力分布。在計(jì)算應(yīng)力頻響函數(shù)時(shí)，所分析的頻率范圍要覆蓋PSD曲線的頻率范圍，一般取載荷PSD最大頻率范圍的1.5倍。

，我們需要通過(guò)隨機(jī)振動(dòng)分析來(lái)描述結(jié)構(gòu)的位移與應(yīng)力等響應(yīng)。

</p><p><br></p><p>5.1.2 模態(tài)分析的理論基礎(chǔ)</p><p>一個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為可以準(zhǔn)確地通過(guò)模態(tài)參數(shù)來(lái)詳盡地刻畫(huà)，這些模態(tài)參數(shù)包括固有頻率、模態(tài)質(zhì)量、模態(tài)剛度以及模態(tài)形狀，他們共同構(gòu)成了系統(tǒng)動(dòng)力特性的基礎(chǔ)。當(dāng)一個(gè)結(jié)構(gòu)受到外部激勵(lì)，并以其某一階次的固有頻率進(jìn)行振動(dòng)時(shí)，該結(jié)構(gòu)上的每一點(diǎn)將圍繞其靜力平衡位置產(chǎn)生位移。這些位移并非隨機(jī)分布，而是以一種特定的比例關(guān)系出現(xiàn)。