半正弦振动冲击分析中的载荷定义

电机振动

据美国空军航空电子整体研究项目（US Air Force Integrity Program）发现，电子产品失效主要是由温度、振动、潮湿和粉尘引起。

车载电子产品在发生交通事故或车辆以较快速度通过减速带时，会遭受外界瞬间的冲击力，可能造成结构破损断裂、脱焊、接触不良、工作特性变劣等失效。

为了确认产品的结构强度和牢靠性，一般在研发设计阶段会进行振动冲击实验。让试样承受规定脉冲的外界机械冲击力，然后对样品的外观、机械功能和电性能进行检测，以判断试样抵抗振动冲击的能力。

在笔者看来，更为有效的办法，是借助有限元分析技术，在设计早期对主要结构、关键器件进行冲击振动模拟，提前识别潜在风险点，及早优化产品设计。

冲击振动试验所用到的波形有正弦波、后峰锯齿波、梯形波三种，其中半正弦波最为常见。

半正弦波振动冲击试验的主要参数包括峰值加速度和脉冲宽度，不同产品可以选择不同的试验条件。

然而，在 ANSYS Workbench 中进行冲击振动分析时，不能直接定义加速度曲线，但可以定义速度和位移曲线。那么，我们可以想办法，将加速度曲线转换成速度或位移曲线。

首先，可以根据冲击试验参数（峰值加速度、脉冲宽度），求出冲击加速度的正弦变化函数。

对于这种加速度随时间变化的变加速运动，通过对加速度变化函数积分，可以得到速度变化函数。

变化的速度，可以以表格的形式在 ANSYS Workbench 中定义成速度边界条件。

表格中输入数据后，Graph 窗口会显示定义的曲线。