【干货】随机振动疲劳分析！

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了结构随机振动疲劳分析的过程，包括频响分析、PSD载荷输入、疲劳分析求解及结果显示等步骤。频响分析中，为了保证计算精度，在峰值响应点增加了计算频率，并确保了频响分析与PSD载荷表的单位一致。然后，通过Ncode和Femfat等软件进行疲劳分析，两个软件的功能基本一致，可根据用户习惯选择。文章还提到，随机振动疲劳分析可作为结构优化或轻量化设计的一个性能约束或验证工况。

  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。

       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。

第一步：进行频响分析（SOL111）

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

3.三个方向的频响应力结果和下面的三个PSD载荷需要一一对应，在Load Case Assignments中进行对应：

4.在Advanced中可以设置PSD载荷循环计数的方法，选择Dirlik；

       Femfat随机振动疲劳分析使用的是SPECTRAL模块，Femfat随机振动分析同样需要输入应力和PSD激励。单元应力的输入本质上输入频响应力，femfat的输入方式为模态应力加频响函数的方式。因此在有限元分析模型中需要设置两种载荷步，一个用于计算模态应力，结果保存为op2格式的文件，另一种用于计算频响函数，结果保存为pch格式的文件中。Femfat随机振动疲劳分析和ncode随机振动疲劳分析的输入有所差异。

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。模态应力保存在op2文件中，传递函数结果保存在pch文件中。

其他的一些设置和上面的设置一致。

模态应力：

Mode 1

Mode 2

Mode 3

X向 Mode1传函

Y向 Mode1传函

Z向 Mode1传函

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