随机振动与nCode疲劳分析：技术与应用

以下文章来源于CAE数值优化轻量化，作者方永利                       

      随机振动是一种只能从统计学意义上描述的振动。它在任何时候的瞬时大小是未知的；相反，它的大小超过某个值的概率是给定的。比如：地震激励，风/波浪激励（建筑），振动器测试（电子装置，汽车零部件）等等。

PSD载荷是通过频域傅里叶变换，然后通过包络生成。

       这里可以看出，PSD载荷一般都是通过包络处理的，因此结果一般都是保守的。这和响应谱分析是一样的，输入载荷做了包络处理，响应谱分析给出的峰值也是保守的。

       随机振动疲劳分析主要有两个部分，1.结构的频响分析（直接频响和模态频响都可以）获得频响应力；2.疲劳分析，包括PSD载荷输入、概率密度函数选择，材料疲劳性能等。

       比如常见的电池包分析中，按照GB/T31467.3 7.1 振动一条要求，蓄电池包需要在振动台上进行三个方向上进行，测试从Z轴开始，然后是Y轴，最后是X轴。每个方向的测试时间是21个小时。测试按下表中PSD值进行。

第一步：进行频响分析（SOL111）

       支架底座两个安装点通过RBE2抓到一起，通过SPC1约束123456。随机振动有三个方向，激励PSD载荷按照标准输入。因此在频响分析中需要进行5～200Hz范围的扫频，步长5Hz（freq1），为了保证计算精度，可以在结构响应的峰值位置增加计算频率（freq4）。单位加速度激励通过SPCD施加。结构阻尼为0.05。为了保证和PSD载荷表中的单位保持一致，需要保证频响分析中的单位和系数协调统一，因为PSD输入是按g^2/Hz，因此频响分析的激励需要换算成9810mm/s^2。

特征值提取到400Hz（为保证结果精度，模态提取设置为2倍的激励频率）：

计算频率为5～200Hz，步长5Hz，为了保证计算精度，在峰值响应点增加5个计算点：

结构阻尼0.05：

X向激励：

频响应力结果：

X向 Mode1

Y向 Mode1

Z向 Mode1

第二步：进行疲劳分析

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