动力电池随机振动疲劳分析是针对因振动问题导致的结构、焊接等开裂，设计前期，车企基于行业载荷标准谱用于设计和试验（如GB 38031、GBT 31467）
样车验证阶段，通过加速度传感器，采集安装支架附近道路谱加速度信号，下图是压电式加速度传感器工作原理图，使用时固定在被测物体上，感受该物体的振动，惯性质量块产生惯性力，使压电元件产生变形，压电元件产生的变形和由此产生的电荷与加速度成正比。
压电式加速度传感器原理图
将时域的加速度信号通过傅里叶变换到频率域，生成包络线（覆盖所有PSD曲线），以此作为随机振动分析的载荷输入。
一、频域振动疲劳寿命理论
频域振动疲劳是时域疲劳分析理论的延伸，针对长时间随机载荷，旨在频域找与时域等效的疲劳计算方法。
1、几个关键概念
快速傅里叶变换（FFT）：
将时域信号x(t)转频域信号X(f)，X(f)含幅值和相位，不同物理量 FFT 单位不同（如应力为MPa/Hz）。
应力功率谱密度（PSD）
反映系统对输入的频率响应，只有幅值信息，丢失相位。
应力功率谱密度力矩
其中：0阶力矩与应力循环计数、应力均值等有关，前4 阶力矩还关联应力过零点、峰值次数。m0为应力方差；m2为控制应力变化率；m4为控制峰值尖锐度。
上升过零点率
为每秒（1s）穿越零点的次数
应力峰值率
为每秒（1s）达到峰值的次数
应力RMS值
如E0=3 ,表示应力在上升过程中经过零点3次； Ep=6 ,表示应力达到峰值6次。
2、振动疲劳寿命计算
核心是建立疲劳损伤与应力功率谱密度关系。用Dirlik 经验公式等统计应力循环数
n(S)=Ep⋅T⋅p(S)
p(S) 为概率密度函数，与功率谱密度力矩等相关。系数定义：
结合 S−N 曲线，依据Palmgren-Miner法则：
Ep：单位时间应力峰值期望次数
T：总时间（秒），工程计算时需转换：如振动时长21h，要转化成75600s
C、m：S-N曲线参数
计算损伤，判断疲劳寿命，即累计损伤达 1 时结构发生疲劳破坏。
作者：何以CAE
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来源：何以CAE
