揭開多體動力學仿真的五大誤區(下篇)

揭開多體動力學仿真的五大誤區(下篇)的圖1

注:本文譯自Adams市場經理Hemanth Kolera-Gokula所寫《Debunking the Five Myths of Multibody Dynamics Simulation》

續前節:揭開多體動力學仿真的五大誤區(上篇)


誤區四

使用MBD模擬需要專業知識



傳統上,利用仿真研究系統的行為一直是仿真工程師或分析人員的研究領域。仿真接口,或仿真技術和過程的復雜性,導致了對用戶高度專業化的要求。缺乏模型交換和互操作性的標準加劇了這些問題。

在系統動力學仿真領域,MBD分析員一直是仿真模型的把關人。然而,隨著工程仿真在設計和開發中占據中心地位,對仿真模型和建模信息進行公開訪問的需求正在增長。為此,仿真軟件供應商努力將分析人員的知識和技能封裝到模型中。這種封裝使得其他工程師更容易利用這種封裝,來探索建模系統如何與其他系統集成,以及研究對他們來說重要的設計權衡和優化。

   

揭開多體動力學仿真的五大誤區(下篇)的圖2

                       

有幾種方法可以改進對MBD模型的訪問。一種方法是制定獨立于工具的標準,使“即插即用”方法能夠通過更精簡的接口利用高度先進的模型。功能模型接口(FMI)是CAE模型交換和協同仿真的獨立于工具的標準。FMI通過將MBD模型表示為一個功能樣機單元(FMU),可以將模型導入到符合標準的其他工具中。這種方法允許不是MBD專家的仿真工程師使用MBD模型,但不需要了解模型的內部復雜性或如何與創建模型的仿真軟件交互。

簡化用戶體驗是幫助組織改進訪問并從MBD模型中獲得價值的另一種方法。例如,MSC軟件創建了Adams Explore,目的是向非仿真專家的工程師提供高端仿真模型。MBD仿真工程師可以使用Explore插件導出表示MBD模型的Excel電子表格。然后,設計工程師使用這個簡單的Excel電子表格更改他們感興趣的參數,然后運行MBD模型,并檢查結果,以研究他們的設計更改對系統的影響。


誤區五

實時MBD仿真=降階模型(ROM)



實時仿真要求虛擬模型以與物理系統相同或更短的時間以特定的時間增量提供響應輸出。這樣,虛擬系統的狀態總是與物理組件同步,以提供準確的測試環境。

因此,用于HiL和DiL集成的實時兼容車輛動力學模型傳統上涉及較少的自由度(DOF),通常約為20。這種模型通常通過查找表來描述零部件的行為。雖然這些降階模型(ROM)在某些應用中是一種有效的方法,但對實時計算而言,減少自由度的數量已不再是一個要求。
現成的高性能計算和工程仿真技術的進步,使得更高保真的實時仿真成為可能,提供了更有價值的認知。實時仿真現在實現了硬件在環(HiL)和駕駛員在環(DiL),提供了汽車測試環境中連接物理組件和虛擬模型的條件。
以MSC軟件為例,設計了Adams實時仿真模塊,在實時應用中保留了MBD建模系統的拓撲結構和參數。這樣就可以維護諸如硬點、接頭、彈簧、減振器和襯套之類的元件,并無需為每次仿真更改校準新的ROM而進行修改。因此,該模型可以捕獲系統響應中的高頻特性,并且可以在更短的周轉時間內引入和探索不同的配置。采用單一工具,一種適用于實時和非實時應用程序的建模方法消除了不同工具之間容易出錯的模型轉換。這種方法還可以非常有效地調整和優化系統,并有可能從典型的車輛開發計劃中減少數周的時間。
揭開多體動力學仿真的五大誤區(下篇)的圖3

結論



近年來,MBD仿真已經進化為所有行業都在應用的神話。 領先的工程組織正在利用先進的技術,使用多體動力學來管理錯綜復雜的事物并推動協作,以便在第一時間將設計方案做好。 今天,MBD模型可以包含高度精確的信息,并且它們可以被更多的工程師利用,跨越不同的學科,而不需要成為仿真專家。
MBD仿真可以在整個產品開發周期中提供對任何系統的有價值的深入理解,并且可以在構建系統的物理原型之前,與硬件一起對子系統進行高度可靠的驗證。 如果您認為這些誤區中的任何一個是真的,那么現在是時候重新評估如何在設計過程中更有效地利用MBD了。
文章來源:海克斯康工業軟件
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