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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。

目錄一、隨機(jī)振動(dòng)的定義、特點(diǎn)及常見(jiàn)場(chǎng)景二、隨機(jī)振動(dòng)的數(shù)學(xué)特征--正態(tài)分布三、 隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)為什么要用功率譜密度（PSD）表達(dá)？四、如何將時(shí)域隨機(jī)振動(dòng)曲線轉(zhuǎn)換得到功率譜密度曲線五、 隨機(jī)振動(dòng)分析理論附.常見(jiàn)功率譜密度曲線給出形式附.以dB/oct形式給出的功率譜密度曲線如何計(jì)算附.國(guó)標(biāo)中定義的PSD譜總均方根加速度值是如何計(jì)算的？六.

圖7 約束條件6) 創(chuàng)建分析本案例采用模態(tài)法隨機(jī)響應(yīng)分析，故第一步創(chuàng)建頻率分析，第二步創(chuàng)建隨機(jī)響應(yīng)分析，為保證計(jì)算精度，頻率分析步的頻率區(qū)間取激勵(lì)頻率的1.5-2倍。隨機(jī)振動(dòng)分析步載荷輸入即加速度PSD功率譜密度可參考《GB38031-2020電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池安全要求》進(jìn)行設(shè)置，完成各分析步參數(shù)設(shè)置后，提交計(jì)算。本次主要進(jìn)行了Z向隨機(jī)振動(dòng)分析。

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。

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。

如對(duì)三個(gè)方向X/Y/Z分別采用1G加速度進(jìn)行激勵(lì)，并與載荷幅值TABLED1關(guān)聯(lián)，即為實(shí)際載荷譜激勵(lì)。2.4 為了保證計(jì)算精度，在結(jié)構(gòu)響應(yīng)的峰值位置增加計(jì)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(dòng)疲勞輸入。

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。

<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。

Mises應(yīng)力云圖如下： Abaqus譜分析Mises應(yīng)力云圖如下： Ansys譜分析Mises應(yīng)力云圖如下： 結(jié)論：基于iolver軟件對(duì)指示牌進(jìn)行了模態(tài)及響應(yīng)譜分析，并將計(jì)算結(jié)果與Abaqus和Ansys進(jìn)行了對(duì)比。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)在隨機(jī)載荷下的疲勞壽命評(píng)估，一直是工程上關(guān)心的重點(diǎn)，通常是對(duì)垂向、橫向及縱向三個(gè)方向進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，本文主要介紹如何在Ncode中建立兩種多軸隨機(jī)振動(dòng)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(dòng)疲勞功率譜密度，檢驗(yàn)?zāi)骋辉O(shè)備長(zhǎng)壽命情況。

此時(shí)需要將正弦駐頻轉(zhuǎn)為窄帶隨機(jī)PSD譜，再將環(huán)境PSD與窄帶PSD的疊加譜輸入到Ansys Workbench進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)分析。實(shí)現(xiàn)方法： 將正弦駐頻轉(zhuǎn)為窄帶隨機(jī)，可以依據(jù)1、能量等效原則。通過(guò)正弦信號(hào)的均方值等于窄帶隨機(jī)信號(hào)的均方值來(lái)?yè)Q算。2、也可以通過(guò)兩種激勵(lì)狀態(tài)下結(jié)構(gòu)的最大加速度響應(yīng)幅值相等來(lái)?yè)Q算。

（1）采樣頻率：在振動(dòng)分析中，根據(jù)采樣定理，采樣頻率取為分析頻率的上限的2.56倍即可。

下載地址：NASTRAN 瞬態(tài)、沖擊譜、隨機(jī)振動(dòng)分析

圖16 基于Simdroid平臺(tái)的仿真APP開(kāi)發(fā)環(huán)境3、基于仿真APP的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本仿真APP針對(duì)電子行業(yè)典型的PCB結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析和隨機(jī)振動(dòng)分析，可實(shí)現(xiàn)：1）評(píng)估焊點(diǎn)材料屬性對(duì)結(jié)構(gòu)模態(tài)特性及隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)的影響；2）計(jì)算不同PSD譜加載里量級(jí)下的隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)RMS結(jié)果，評(píng)估焊點(diǎn)陣列在極限工況下是否發(fā)生強(qiáng)度失效；3）評(píng)估不同模態(tài)阻尼比對(duì)隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)結(jié)果的影響。

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)杯架模型的三維模型處理2、學(xué)習(xí)隨機(jī)振動(dòng)分析相關(guān)的分析步的建立3、學(xué)習(xí)隨機(jī)振動(dòng)分析相關(guān)的約束條件的建立4、學(xué)習(xí)隨機(jī)振動(dòng)分析的載荷施加案例介紹：所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.

在疲勞分析過(guò)程中，首先收集并模擬實(shí)際工作環(huán)境中可能遇到的振動(dòng)譜，結(jié)合PCB-IC板的結(jié)構(gòu)特性和材料行為，通過(guò)PSD掃頻方式進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)疲勞分析，識(shí)別板上可能存在的疲勞熱點(diǎn)區(qū)域，以指導(dǎo)結(jié)構(gòu)改進(jìn)。