隨機震動分析-Femap with NX Nastran

應用NX Nastran / Femap with NX Nastran進行隨機振動分析 (Random vibration)

過去CAE分析工程師在進行”隨機震動分析” (Random vibration) 類型的題目時,常常面臨難以精確評估分析結果的難題,大部分原因為不理解隨機震動理論與實驗之差異,再加上實務經驗不足,導致難以判斷其分析結果是否合理,透過軟體分析前,必須先理解隨機震動之概念。

下圖為機櫃隨機震動實驗影片(參考自ARTC車輛中心youtube頻道 

隨機震動分析基本概念

基本概念依序由以下(a)->(b)->(c)>(d)進行說明:

(a)隨機震動機台給予模型加載一個隨時間隨機變化的加速度訊號,此時的訊號隨機雜亂,難以解讀。

(b)此時透過傅立葉轉換將此訊號轉換為隨頻率變化加速度之訊號,可以觀察此訊號的強度及規律性,也就是規範內常見的頻譜密度(PSD)。

(c)輸入軟體計算,可以得到每一頻率下模型之分析結果,常見的輸出類型有加速度、等效應力及變形量。

(d)在後處理可以觀察到特定頻率下的輸出結果。

 

值得注意的是,此時計算出的分析結果為常態分佈平均數左右一個標準差1σ的範圍內,也就代表68%的情況下,會落在這個分析結果。

隨機震動

一般震動分析如ANSYS、Abaqus、Solidworks等結構分析軟體,計算完成後皆為顯示常態分佈平均數左右一個標準差1σ之結果,在後處理軟體的使用上,若要顯示為常態分佈平均數左右三個標準差3σ時可能需要手動寫入函數進行切換,將大幅度降低工作效率。

由於NX Nastran為在振動分析上廣泛被各個領域應用,且比一般軟體有悠久的發展歷史,在這類型的題型有完善的後處理功能,透過西門子最新的Simcenter 3D及或是Femap針對結果進行後處理分析,可以觀察到常態分佈平均數左右三個標準差3σ之結果,此時可以觀察到99.7%的情況發生,對於CAE工程師來說,是提升效率的良好工具。

以機櫃隨機震動分析來看,在平均數左右三個標準差3σ的範圍內已經可以觀察到99.7%的情況發生,此時可以直接觀察到其破壞情況,並進行設計調整。

伺服器機櫃於隨機震動實際應用案例分享

緯創資通大量應用FEMAP with NX Nastran 於伺服器/機櫃隨機震動的模擬分析,並於合研科技研討會分享其成功案例,透過模擬分析找到設計的問題,並利用軟體改善設計,有興趣的朋友可以點選連結下載其應用。

下載成功案例連結:緯創資通伺服器震動分析案例分享。

其他參考資料: Random vibration

發佈留言

Close Menu