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SFE CONCEPT 案例分享
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SFE CONCEPT

SFE CONCEPT

全参数快速设计优化工具

目前,将仿真技术应用于产品设计研发流程中在全球工业界已经受到广泛认同,并在很多工业领域体现出巨大的价值。同时,也存在一些遗憾,比如说具有高可信度的分析模型只有当详细的CAD几何模型建立以后才能得到,如果这时发现设计方案存在性能问题,修改设计方案对于复杂的系统工程来说,是一个巨大的挑战。无论是修改CAD几何模型,还是修改CAE分析模型,即使是最简单的方案变更也是件相当繁琐和耗时的事情。因为工程师不仅要修改选定部件的位置和形状,与之相关联的所有相邻部件都要修改,可谓牵一发而动全身,而现有的工具并不具备对后续关联几何体进行自动修改的灵活性。


如果能在概念设计阶段就引入仿真技术来指导工程师的设计决策将会带来革命性的进步。因为在概念设计阶段,工程师可以有很大的设计空间寻求多种设计方案。以汽车行业为例,汽车性能很大程度上取决于概念设计阶段方案的选择,而目前很多OEM厂商的概念设计阶段,由于CAD模型等信息的严重缺乏,无法进行精确的性能仿真分析,所以主要依靠简化模型进行初略评估和经验判断。因此,如何在没有详细CAD模型的概念设计阶段快速建立精确的分析模型非常重要。仿真分析的重要性和好处就在于能够得到设计变更与性能之间的相对关系,从而使我们的决策更加清晰。但遗憾的是,仿真驱动设计的概念提出来十多年了,在市面上没有一个工具能真正实现这一理念。


SFE CONCEPT软件平台提供了一个全新的解决方案,采用隐式全参数化的描述产品拓扑结构,将复杂的产品结构以断面、梁、接头和自由曲面等形式模块化体现出来,大大缩短了建模的时间,同时又能将工程师的设计想法转化为设计变量用于优化分析,并最终方便的转化为后续面向装配或面向制造的CAD模型。

SFE CONCEPT 标签模块
SFE CONCEPT 产品列表
SFE CONCEPT 产品特征

1. 快速建立“隐式全参数化模型”


  • 传统CAD基于几何特征,当一个特征发生变化时,其相关的特征无法自动识别并进行相应变化,SFE通过隐式关系可以实现一个变量实现所有相关特征自适应变化,并保证相互连接关系,包括焊接、焊点等信息。

  • 有限元网格随几何模型的改变而自动更新(包含Morph功能,但强于Morph功能)。

  • 从几何模型到网格模型不需要任何“几何清理”工作。

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2. 强大的内置有限元网格剖分工具


  • 自动化网格生成技术与参数化网格。

  • 根据几何模型的变化实时生成高质量有限元网格(十万网格仅需不到两分钟)。

  • 有限元模型中包含联接方式,材料属性,载荷等信息,可直接用于求解。



3. 构件间的联接方式自动生成


  • 任意截面形状梁之间自动生成全参数化接头

  • 对设计性能有重要影响的关键设计细节(如焊点、焊缝和胶粘等联接方式)

  • 自动生成,并可以根据几何模型的修改自适应改变。

  • 联结处的网格自适应生成。


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4. 定制模块化架构的智能模型库

  • 快速重新生成,合并和修改用户自定义模型构件,子装配件,装配件。

  • 模型库采用模块化架构,方便工程师调用和修改。

  • 利用“智能连接”保证装配体几何和拓扑的连续性。

  • 所建立模型库能综合几何模型和分析性能评估,具有可重复利用性。

  • 保留企业智力资产、实现模型重用,实现平台化战略。


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5. 实现零初始干涉有限元模型   


  • 多层面自动检测和定义,有效避免了初始干涉的产生

  • 网格初始干涉的检测和自动消除技术。

  • 提高了前处理的模型质量


6. 参数优化的封闭式循环处理

  • 用少量设计变量描述复杂的形状拓扑变化。

  • 设计变量可以是连续的也可以是离散的。

  • 与各种主流CAE软件以及商业优化软件的交互界面。

  • 与有限元求解器和外部优化工具形成封闭式循环处理。

  • 优化结果驱动几何和拓扑的自动更新。

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7. 丰富的数据接口


SFE CONCEPT支持的导入格式包括:

  • 造型设计:IGES,VDA,VRML,STL。

  • 设计布局:IGES,VDA。

  • 外部数据:CAD: IGES,VDA。

  • FEM: ABAQUS, ANSYS, LS-DYNA, NASTRAN, PAM-CRASH, PERMAS, RADIOSS。

  • 数据库:参数化构件,组件。


SFE CONCEPT支持的导出格式包括:
  • 有限元模型(含联接方式):ABAQUS, ANSYS, LS-DYNA, NASTRAN, PAM-CRASH, PERMAS, RADIOSS。

  • 优化软件接口(形状,拓扑,材料):iSIGHT, HEEDS, LS-OPT, NASTRAN-Sol200, OPTIMUS, OptiSlang, PERMAS。

  • CAD数据接口:IGES, VDA, STEP, CATIA V5。



8. 真正实现仿真驱动设计的软件系统   

长期以来,CAE分析只有在完整的CAD模型建立以后才能开始进行,而且CAD模型导入CAE软件后,需要进行大量的几何清理工作。SFE CONCEPT采用分析驱动设计的理念,能在没有详细CAD模型的情况下,根据不同阶段的数据来源,通过一个SFE CONCEPT模型描述所有设计方案,快速建立多方案的几何模型和分析模型。使得CAE在产品研发流程中不仅仅是验证工具的角色,真正达到在设计早期阶段开始就能对工程师起到指导作用,并利用早期设计阶段设计空间较大的优势寻求更多更优的设计解决方案。   


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9. 与CAD系统无缝集成

通过性能评估和优化出来的设计方案最终需要进行生产和制造,SFE CONCEPT可以将优化后得到的模型直接保存为CATIA、IGS、STEP等格式的几何模型。



SFE CONCEPT 行业解决方案

1. 汽车


8ezh.pngSFE CONCEPT使轻巧和安全的车辆设计成为可能。对产品机械性能的全面了解缩短了设计周期,并改进了产品。特别是对于汽车生命周期和开发过程中对速度的需求,该工具带来了价值。快速的几何创建功能以及车身结构的拓扑和几何修改及其集成的有限元网格创建器的功能是独一无二的。通过这种方式SFE CONCEPT解决了加速设计过程的需求。可以非常快速且大量地进行变体研究,因此可以通过多学科模拟分析来增加对产品行为的知识和了解,并可以观察和确保性能。



2. 卡车和公共汽车


sgs8.png卡车和公共汽车领域的车身结构同样关注轻型设计,其中SFE CONCEPT是优化和变量研究的关键。可以研究几种拓扑和几何形状,以确保设计与所需的性能相匹配,并且所用的材料对设计具有最佳的作用。



3. 摩托车


l6xk.png为了优化框架结构的性能 SFE CONCEPT通过模拟研究大量拓扑和几何变量,有助于获得有关行为的知识。这样可以提高产品质量并提高设计效率。通过保持性能,以较少的材料用于结构为目标的轻量化设计也已被证明是适用的。



4. 铁路


sgs8.png仿真和优化是铁路运输产品开发的关键。CAE有助于缩短设计周期并提高产品质量和认可度。对于旅客和环境而言,铁路声学在使火车更舒适方面起着重要作用。建造火车结构模块并将其(重新)结合到整个货车结构的新变型中,对铁路部门来说是一项重大价值。在子装配体级别研究新设计,并将此新变体与其他现有的SFE CONCEPT几何模块以及整个Wagon模型的全局修改。



5. 航天


6bpf.png处理航空航天结构尺寸的模型是SFE CONCEPT的一大优势。由于高性能和灵活的隐式参数几何,可以在整个结构上应用多种变体和优化,以研究轻量级解决方案,并通过使有限元网格同时包含连接来在较短的设计周期内通过仿真进行验证新的设计。



6. 其他产业

SFE-other_Industries.png对于任何基于表面的结构,SFE CONCEPT都可以为其调查设计研究或优化通过仿真验证的结构带来价值。

处理航空航天结构尺寸的模型是SFE CONCEPT的一大优势。由于高性能和灵活的隐式参数几何,可以在整个结构上应用多种变体和优化,以研究轻量级解决方案,并通过使有限元网格同时包含连接来在较短的设计周期内通过仿真进行验证新的设计。







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