基于optistruct模态频率响应的电池包随机振动分析

        基于随机振动仿真手段评估车用电池箱结构的振动特性。依据GB/T 31467.3-2015法规要求,采用OptiStruct软件以电池箱模型模态频率为依据对电池箱进行PSD随机振动分析。为避免与汽车振动源共振,重点研究电池箱与激励源频率接近的频率下的PSD随机振动的响应结果。利用CAE仿真手段能够大幅度缩短电池箱的设计周期,优化了设计流程。

         随机振动是一种无法用确定的函数关系式表述的振动形式，处于随机振动环境下的零部件的振动加速度幅值、位移幅值、应力幅值等无法预知。汽车受路面激励而产生的振动、船舶受海浪作用产生的晃动、飞机受气流的影响产生的摆动都是随机振动现象。对随机振动的载荷描述，利用数学统计的方式，把各个频段的载荷大小分类，用功率谱密度来统计载荷的信息。

                                                                 随机振动分析结果

       本案例以Z向随机振动为例，其它方向结合功率谱要求（X/Y）依次类推。 下图为电池包振动测试国标中Z向的加速度功率谱密度。可以看出，在Z向（垂直路面）上，加速度载荷主要集中在10Hz~20Hz频段，这是因为路面、车架的振动主要是低频振动，对电池包的激励频率一般不高于30Hz。

功率谱以Z向加载为例：

                                                                     Z向功率谱/GB/T 31467.3-2015

       Steinberg根据应力的高斯分布将结构的应力水平划分为三个层次，分别为1σ、2σ、3σ应力。三个应力水平对应发生的频率如下表所示。三区间法假设，所有应力发生的频率为99.73%，应力水平高于3σ的频率为0.27%。

仿真后得到的1σ应力扩大3倍得到3σ应力，只要3σ应力低于材料的屈服极限，就认为结构满足随机振动要求。

      本案例仅提供模型文件结果文件及相关指导，凡购买的朋友针对本案例仿真实现上有什么疑问，GB/T 31467.3-2015法规文件索要，均可以私信。