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該電池組的兩端共有 6 個(gè)端點(diǎn)，分別受 到垂直于電池組平面的激勵(lì)作用，且激勵(lì)的加速度功率譜密度曲線（ASD）相同。 由于在隨機(jī)振動(dòng)基于線性動(dòng)力學(xué)原理，因此電池，PC 材料等采用實(shí)體建模，其他鈑金 采用殼單元建模， 設(shè)定相關(guān)的 fastener 點(diǎn)焊單元，coupling 耦合單元和 tie 約束，建立零件 和零件之間相應(yīng)的連接關(guān)系。

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(duì)隨機(jī)振動(dòng)的疲勞壽命 分析。 1 問(wèn)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(gè)端點(diǎn)，分別受 到垂直于電池組平面的激勵(lì)作用，且激勵(lì)的加速度功率譜密度曲線（ASD）相同。

載荷譜的輸入在ANSYSNCODE來(lái)完成，通過(guò)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。

如果曲線中有黃色段，可在相應(yīng)的地方插入分段，即可變?yōu)榫G色 設(shè)置了使用頻率階數(shù)，施加PSD激勵(lì)后，即可提交分析，查看結(jié)果了。 隨機(jī)響應(yīng)分析結(jié)果中，有1 Sigma、2 Sigma、3 Sigma的結(jié)果，可根據(jù)需要選擇查看。 在隨機(jī)響應(yīng)分析中，1 sigma、2 sigma和3 sigma是用于描述結(jié)果的統(tǒng)計(jì)偏差范圍的術(shù)語(yǔ)。

在設(shè)定范圍內(nèi)隨機(jī)布置指定數(shù)量的種子作為生長(zhǎng)核。 2． 給定相應(yīng)的生長(zhǎng)概率，使得生長(zhǎng)核在鄰域范圍內(nèi)以一定概率向周圍擴(kuò)展生長(zhǎng)并形成新的生長(zhǎng)核。 3． 迭代（2.）步驟，直到生長(zhǎng)核擴(kuò)展到指定的體積分?jǐn)?shù)結(jié)束程序。

為實(shí)現(xiàn)隨機(jī)顆粒模型的代碼編寫，我們分3步進(jìn)行： ? 首先通過(guò)錄制獲得ABAQUS中建模的相關(guān)代碼。 ? 然后修改相應(yīng)代碼，刪除無(wú)用代碼，實(shí)現(xiàn)代碼的參數(shù)化。 ? 最后在代碼中添加循環(huán)和干涉判斷，實(shí)現(xiàn)多個(gè)顆粒的隨機(jī)投遞。

一、概 要 1）案例描述 火箭藥柱在運(yùn)輸過(guò)程中受到各方向的顛簸等激勵(lì)，這個(gè)隨機(jī)激勵(lì)可用PSD譜來(lái)描述。本案例仿真某型藥柱在水平PSD譜下的隨機(jī)響應(yīng)。 2）幾何 某型藥柱幾何如圖1-1所示，取其四分之一模型進(jìn)行分析，由紅色殼體、灰色絕熱層、綠色包覆層和藍(lán)色推進(jìn)劑組成。

電池包隨機(jī)振動(dòng)仿真可用于評(píng)估電池包在振動(dòng)條件是否滿足結(jié)構(gòu)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(guò)程中不產(chǎn)生振動(dòng)破壞。通過(guò)隨機(jī)振動(dòng)仿真，可以識(shí)別結(jié)構(gòu)振動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)以及潛在的結(jié)構(gòu)失效位置，進(jìn)而采取相應(yīng)的措施來(lái)改善設(shè)計(jì)或加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，提高電池包的可靠性和安全性。

Simdroid提供多種阻尼類型，用戶根據(jù)資料或試驗(yàn)數(shù)據(jù)，選擇相應(yīng)的阻尼類型。在相關(guān)系數(shù)設(shè)置菜單中，定義參考重力加速度，使加速度PSD譜單位為g^2/Hz；在支座運(yùn)動(dòng)菜單中，定義激勵(lì)譜的類型和加載方向。

Abaqus隨機(jī)高度表面粗糙度 ANSYS隨機(jī)表面高度模型 COMSOL隨機(jī)表面生成表面粗糙度模型 插件生成的隨機(jī)粗糙度表面模型對(duì)有限元計(jì)算提供完美支持，以下為COMSOL中生成隨機(jī)表面進(jìn)行達(dá)西滲流流速模型。

在設(shè)定范圍內(nèi)隨機(jī)布置指定數(shù)量的種子作為生長(zhǎng)核。 2． 給定相應(yīng)的生長(zhǎng)概率，使得生長(zhǎng)核在鄰域范圍內(nèi)以一定概率向周圍擴(kuò)展生長(zhǎng)并形成新的生長(zhǎng)核。 3． 迭代（2.）步驟，直到生長(zhǎng)核擴(kuò)展到指定的體積分?jǐn)?shù)結(jié)束程序。

另外，還可以使用file->macro manager錄制相應(yīng)cae中操作的宏代碼，錄制完成后會(huì)在工作目錄下面生成abaqusMacros.py文件，里面是相應(yīng)操作的python代碼。Abaqus中運(yùn)行python代碼有兩種方式，第一種是在abaqus下面的輸入框中輸入代碼，如下圖；還有一種方法是在abaqusCAE中，file->run script。

本案例中的地質(zhì)分層模型通過(guò)CAD隨機(jī)粗糙度表面插件參數(shù)化隨機(jī)生成，如有真實(shí)地層的勘測(cè)數(shù)據(jù)，也可通過(guò)CAD圖像轉(zhuǎn)地形插件進(jìn)行真實(shí)地層的三維重建。 通過(guò)插件建立多個(gè)不同的地層模型后，在CAD內(nèi)將地層設(shè)置到相應(yīng)的標(biāo)高，并通過(guò)差集等操作建立完整的地質(zhì)分層模型。

最后使用python與abaqus之間的接口，把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖形即可。 把這個(gè)思路放到纖維與骨料之間的判斷中來(lái)，似乎也能進(jìn)行相應(yīng)的判斷。只需要生成隨機(jī)的纖維，用纖維端點(diǎn)坐標(biāo)與骨料球心坐標(biāo)，計(jì)算出球心到直線的距離就可以了，如下圖所示。 使用點(diǎn)到直線的距離公式判斷球體與纖維的相交，這樣看著好像沒(méi)啥問(wèn)題，但其實(shí)纖維能在混凝土中分布的區(qū)域已經(jīng)大大縮小了。

建模教程首先采用CAD隨機(jī)多面體&過(guò)渡區(qū)3D插件進(jìn)行模型的構(gòu)建，模型構(gòu)建時(shí)只需要設(shè)置好相應(yīng)的建模參數(shù)，插件會(huì)自動(dòng)在AutoCAD軟件內(nèi)建立起隨機(jī)分布的三維多面體與界面過(guò)渡區(qū)（ITZ）模型，隨機(jī)多面體及界面過(guò)渡區(qū)的厚度等模型參數(shù)均可指定。

圖 3?3空氣彈簧支撐示意圖 3.4 確定激勵(lì)方式目前國(guó)內(nèi)外結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)廣泛采用寬頻激勵(lì)技術(shù)，如脈沖激勵(lì)、階躍激勵(lì)、快速正弦掃描激勵(lì)、猝發(fā)隨機(jī)信號(hào)激勵(lì)及正弦慢掃描激勵(lì)。其中脈沖激勵(lì)和多種隨機(jī)信號(hào)激勵(lì)最為常用。現(xiàn)如今模態(tài)試驗(yàn)具有導(dǎo)向性趨勢(shì)的試驗(yàn)方法往往是采用多通道輸入的試驗(yàn)方法，此方法的優(yōu)點(diǎn)是可以更好的把輸入能量平均分配到整個(gè)試件當(dāng)中。

而在振動(dòng)疲勞分析中，環(huán)境時(shí)域載荷激勵(lì)往往是非常復(fù)雜的，為了提升計(jì)算速度，一般先將基于時(shí)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(dòng)疲勞測(cè)試時(shí)，一般提取四個(gè)車輪中心處的載荷，如圖1所示，然后通過(guò)多體動(dòng)力學(xué)軟件ADAMS構(gòu)建整個(gè)車身模型獲取車身關(guān)鍵點(diǎn)的載荷，或者更復(fù)雜一點(diǎn)通過(guò)ADAMS軟件搭建測(cè)試路面、整車模型提取目標(biāo)點(diǎn)的載荷，如圖2所示。

在這兩種汽車行駛模擬中，白車身上的級(jí)聯(lián)負(fù)載都是在時(shí)域內(nèi)的，通常以多通道時(shí)間信號(hào)的形式出現(xiàn)，而多通道信號(hào)之間的相關(guān)性對(duì)后續(xù)隨機(jī)響應(yīng)和振動(dòng)疲勞結(jié)果起著至關(guān)重要的作用。 圖1：車輛振動(dòng)疲勞測(cè)試 圖2：ADAMS模擬路試載荷 在將采集到的時(shí)間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成頻域PSD這個(gè)過(guò)程中，一般采用傅立葉級(jí)數(shù)變換。

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。