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SimDesigner:CAD嵌入式多学科仿真解决方案
SimDesigner: CAD-Embedded Multidiscipline Simulation
许多制造商希望在其产品开发过程中引入模拟,使功能性能分析领先设计,而不是简单地验证设计。如果设计和开发过程依赖于独立的设计和分析师团体,设计人员必须依靠CAE工程师来验证设计团队使用专门的CAE软件创建的图纸,那么这可能是具有挑战性的。通过这种连续的过程,在设计周期后期进行的更改可能会将成本提高几个数量级,并大大延迟上市时间。
SimDesigner通过在CATIA V5 CAD环境中提供Adams,MSC Nastran和Marc的可用多体动力学、结构、热和非线性有限元分析功能来解决这个问题。在熟悉的CAD环境中提供易于使用的分析功能的好处包括消除CAD翻译和修复,在设计过程中早期实现仿真,并在产品被客户看到之前纠正设计缺陷。
  • 实现真正的仿真驱动设计。SimDesigner提供了一系列直观的、嵌入在CAD环境的分析工具,使设计工程师及其设计团队能够在设计早期即进行可重复的、有完善的文档描述的仿真分析,全企业中的产品设计人员都能在统一环境中对产品进行协同的性能仿真。
  • 创新并缩短研发周期。SimDesigner完全集成于CAD环境,使用户能够在设计过程中进行性能仿真,尽早进行多种方案的对比,从而加速产品的革新进程以及推向市场的周期。
  • 降低开发费用。设计工程师通过对于产品性能的深入研究取得大量的有价值信息,并在产品开发早期进行大量设计方案对比。在设计阶段早期通过对于一系列的虚拟样机的研究降低物理样机制造与测试费用。
  • 提高产品质量。SimDesigner使用户能够对产品进行更为逼真的,更为早期的仿真研究,从而减少设计缺陷、降低担保费用和产品失败几率。
    • 良好的协同能力。SimDesigner可以使设计工程师和分析工程师之间共享模型,并实现模型重复利用。设计人员在设计前期已经参与了仿真,因此,CAE专家可以将他们的时间用于更大型更复杂的问题分析中去,从而提高整个仿真分析工作的效率。
    • 提高生产力和一致性。SimDesigner处理并协调存储由反复分析所产生的数据及谱系关系,用户不再需要花费更多的时间查询并新建仿真输入数据和模型。
SimDesigner的版本
目前有两个版本的SimDesigner可用:
  • SimDesginer工作台(Workbench):根据用户需求,可以使用适当的Workbench进行多体动态模拟,结构,非线性和热分析。
  • SimDesigner悬架(Suspension):这种独特的解决方案使用户能够利用亚当斯/汽车的求解器技术来建模和分析悬架系统。
此外,企业网关可以利用您的组织在企业范围内使用的独立求解器许可证。Gateway在高性能硬件上提供了MSC Nastran和Marc的服务器端仿真工具的双向访问。
SimDesigner工作台SimDesigner Workbench)
2.结构工作台
1.运动工作台
由MSC Nastran求解器技术支持,工程师使用Structures Workbench进行线性静应力分析,正常模式,差分刚度,屈曲和模态频率响应研究的模态分析。用户还可以进行非线性分析,以模拟具有大变形,材料可塑性和部件之间非线性接触的结构。
运动工作台由Adams求解器技术支持,用于对CAD组件执行多体动态模拟。
  • 自动将CATIA装配转换为运动仿真模型模拟机制,包括接触和摩擦。
  • 通过将某些组件建模为柔性体来计算零件的变形和应力。
  • 从Motion工作台无缝转移载荷历史到Structures工作台,以创建边界条件和有限元模型上的载荷。
  • 在CATIA V5应用程序中进行后处理以查看结果。

  • 将运动工作台提取的载荷作为边界条件。
  • 与热工作台结合进行热机械分析,以研究由热和热变化引起的机械应力。
  • 进行多步分析以模拟经历复杂加载顺序的部件的行为。
  • 查看CATIA V5环境中的结果。

3.热工作台
4.非线性工作台
SimDesigner非线性可以直接从CATIA V5内部获取Marc的非线性分析功能,从而精确地模拟由于非线性效应引起的结构行为。可用功能包括:
热工作台用于使用MSC Nastran求解器技术进行稳态和瞬态热分析。
  • 模拟传导,对流和通量的传热。
  • 计算随后用作结构分析边界条件的温度分布。
  • 分析组装中接触的多个部件(热接触)。

  • 大变形
  • 材料可塑性
  • 超弹性(橡胶弹性)
  • 时变载荷
  • 联系分析
  • 零件和组件
  • 虚拟零件
SimDesigner悬架(SimDesigner Suspension)
基于Adams/Car架构的SimDesigner Suspension专为CATIA环境量身定制,用于在CATIA V5环境中对悬架系统进行建模。它允许您创建车辆悬架子系统的虚拟原型,并像分析物理原型一样分析虚拟原型。
SimDesigner悬架具有两种用户模式:
  • Standard Workbench:与现有子系统一起使用时,可以使用它来创建和分析悬挂组件。
  • Expert Workbench:可以使用Expert Workbench创建新的子系统结构以用于Standard Workbench,从而帮助改善组织中的标准化和自定义。
使用SimDesigner Suspension,用户可以借助集成的Adams/Car模板(如双叉骨悬架,MacPherson支柱悬架,齿条和小齿轮转向)快速创建和分析悬架系统行为。自定义模板也可以用于创建子系统,从而为用户提供最高的灵活性。用户可以通过现实的输入来进行研究,包括:
  • 在颠簸反弹行程中移动车轮,并测量脚趾,外倾角,车轮速度,侧倾速度和侧视图摆臂长度。
  • 在轮胎接触路径上施加侧向载荷和对准扭矩,并测量车轮的前束角变化和侧向偏斜。
  • 将方向盘从锁定位置旋转到锁定位置,并测量方向盘的转向角和Ackermann量,即左右方向盘转向角之间的差。
  • 结果可用于快速更改悬架的几何形状或弹簧刚度,并再次分析悬架以评估更改的影响。例如,您可以将后悬架从尾随式连杆快速更改为多连杆式拓扑,以查看哪种悬挂可以为您的车辆带来最佳的操控性能。
完成模型分析后,即可与他人共享您的工作。您还可以打印悬挂特性的曲线图。