虚拟振动试验技术(仿真)在产品研发生产中的应用

王建南京安世亚太公司

将产品经历特定的振动环境，可以发现产品的设计制造缺陷，验证产品的振动环境适应性和可靠性，保证产品在振动环境下结构的完整性且性能精度不降低。所以振动环境试验是产品研发和生产阶段不可缺少的必要手段。

振动试验的必要

产品研发阶段的振动试验属于研发试验，目的是在产品研制过程中暴露设计缺陷，为修改设计提供依据。产品生产阶段的振动试验称为鉴定试验，目的是考核产品在预定振动环境下的功能性能是否满足要求。

振动试验是如此必要，所以各行各业都有这方面的行业规范。比如对于民用电工电子行业，可能需要依据GB/T2423标准来执行必要的振动试验。对于汽车行业，可能需要依据EN60068标准来执行必要的振动试验。对于军工行业，可能需要依据GBJ150A标准来执行必要的振动试验。关注运输包装，可能需要依据GB/T4857、ISO8318或ASTMD4728等标准来执行必要的振动试验。

振动试验的成本

进行振动试验肯定离不开振动设备。一台国产额定推力5吨左右的振动台试验系统市场价不低于50万，另外实验室还存在维护成本和试验成本。总之，实际振动试验会产生不菲的成本。

垂直振动台设备（左）水平振动台设备（右）

当前企业进行振动试验有两种途径，第一种是在厂内振动实验室完成振动试验，第二种是委外完成振动试验。很显然，委外试验花费肯定和试验次数相关，少做试验意味着成本降低。具备规模的企业一般会自有振动实验室，多做振动试验可以充分发挥振动实验室的价值，这听起来是件不错的事情。但根据笔者经历，大部分自有振动实验室面向整个企业的研发生产任务，忙的不可开交，振动试验不是想做就立马能做的，需要排长队，耽搁项目周期。

虚拟振动试验

振动试验必要，振动试验系统资源有限，成本也高。有没有折中的办法，不用振动试验系统，又能完成振动试验。答案就是虚拟振动试验技术，其实质是仿真技术，有限元软件ANSYS Mechanical可以全面的完整这项任务。下表是各种振动试验类型对应的ANSYS分析模块。

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