仿真分析的案例
設計仿真 | Simufact Welding焊接工藝-結構一體化仿真分析方案
例如本文用到的工藝結果映射工具模塊Digimat-MAP和有限元聯合仿真分析模塊Digimat-CAE，就集成在解決方案Digimat-MS里面，而Digimat-MS則是多尺度耦合分析集成解決方案，該方案將工藝分析與結構分析集成，通過將工藝分析結果映射至結構分析模型，完成后續的結構分析。
?MSC Nastran工具軟件
MSC Nastran是一款高度可靠性結構有限元分析軟件，擁有眾多領先的求解功能，尤其在動力學方面，可以快速的得到準確的分析結果。MSC Nastran具有多學科分析，可為用戶提供針對各種工程問題的一體化結構分析解決方案。MSC Nastran能夠有效解決各類大型復雜結構的強度、剛度、屈曲、模態、動力學、熱力學、非線性、聲學、流體-結構耦合、氣動彈性、超單元、結構疲勞、慣性釋放及結構優化等問題。
圖4. MSC Nastran多用途有限元分析程序
PART.02
焊接工藝-結構一體化仿真工作流程
為了考慮焊接工藝對焊接結構強度的影響，本文給出一種焊接工藝-結構一體化仿真分析的工作流程。該流程可實現金屬結構焊接工藝仿真分析，將焊接工藝仿真結果自動引入結構仿真分析中，保證焊接結構仿真模型與實際狀態的一致性，從而提高焊接結構強度分析的精度。
圖5. 焊接工藝-結構一體化仿真分析工作流程。
上述仿真分析流程包含3個步驟：
01
結構焊接工藝仿真；
02
焊接工藝結果映射；
03
耦合結構仿真分析軟件MSC Nastran，通過istress關鍵字引入焊接殘余應力完成最終結構分析，從而考慮焊接殘余應力的影響。
其中，焊接工藝仿真可以在工藝仿真軟件Simufact Welding中進行，分析完成后獲得焊接工藝結果，包括殘余應力、變形分布、溫度場等。
展開 CAE仿真分析規范是什么？
來源：互聯網 作者：佚名
關鍵字：CAE 仿真分析規范
究竟什么是仿真分析規范，企業為什么要建立仿真規范，以及如何建立仿真分析規范呢？
仿真分析規范的概念
仿真分析規范是基于企業的產品特點，總結以往的仿真分析經驗、參照試驗數據、借鑒其它行業的相關標準，以理論為指導，制定出的一套規范化作業流程。CAE仿真規范主要包括兩部分，即基礎通用CAE仿真規范與主要CAE仿真業務涉及的分析規范兩大部分：
●基礎通用CAE仿真規范：指的是對于企業通常進行CAE仿真總體的工作規范，指導如何進行CAE仿真分析及管理，具體可以根據客戶的具體業務來分類，梳理；
●具體業務分析規范：指的是企業對于其研發的具體產品類型進行某一類型仿真分析的業務規范，比如某類型機匣強度分析規范，包括從模型的導入、幾何清理簡化、網格生成、材料等屬性賦予、邊界載荷設定、分析提交、結果處理、評價及報告編寫等，同時形成一套作業指導書，分析工程師按照作業指導書進行機匣的強度分析，以此保證工作效率、精度。因此需要根據企業自身的產品分類來進行梳理、規劃。
通常，會以企業研發的主要產品為研究對象，建立相應的仿真分析規范，用以規范企業的仿真分析。
企業為什么要建立仿真分析規范？
隨著CAE仿真分析工作在企業的開展，大量的工程師參與到CAE仿真分析工作中去，不同的分析工程師在分析過程中，由于自身掌握的相關專業知識、軟件掌握能力以及對產品本身的理解程度，往往在模型簡化、網格劃分、邊界條件的處理上各不相同，具有較大的隨意性，這就造成了不同的分析人員對于同一問題分析結果有一定差異，導致產品設計者對于分析結果的懷疑；在這種情況下要對此分析結果反復校核，浪費大量人力物力。
展開 炫設計 | 什么是仿真分析？
通常，仿真分析的最終數值結果是計算安全系數和安全邊際，通常這兩者在數學上是相關的。并提供關于產品是否能夠承受其操作環境負荷的底線答案。
如果我們的產品符合其安全邊際，我們可以使用結果進入重新設計周期以優化產品。通過這種方式，仿真分析可以幫助使產品更輕，更美觀，更容易制造。
04、仿真分析與測試
我們應該始終對仿真分析進行實際測試。正如Rickover海軍上將所說，仿真分析不是測試的替代品，而是驗證我們正在進行著正確的測試（邊界線以下的測試）。仿真分析和測試的結合形成了驗證過程，確保我們的產品滿足要求和意圖。
仿真分析對于產品開發過程至關重要，使用計算機功能幫助我們盡可能快速，經濟，安全地為我們的需求定義最佳產品。
來源于：PTC官網
展開 基于ANSYS的飛機機翼仿真分析模板庫建立
隨著計算力學的發展，飛機機翼的有限元性能分析朝著集成化、結果一致性的方向發展。本文通過ANSYS的ACT平臺，建立了基于ANSYS Workbench的飛機機翼仿真分析模板庫，可以實現機翼參數化建模、強度分析和模態分析。通過調用該模板庫，可以提升仿真分析的效率，同時可以確保分析結果的一致性。
關鍵詞：飛機機翼模板庫;ANSYS Workbench;ACT平臺;仿真分析;
一、引言
飛機機翼作為關鍵結構，對飛機的飛行性能影響至關重要。采用有限元分析對機翼進行正向設計或者設計優化已成為當前機翼設計的通用做法。機翼的優化迭代需要重復地繪制機翼幾何模型，降低了設計效率。而參數化的機翼模型可以快速進行建模，減少工作量，提高效率，縮短了設計周期，并且方便修改[1]。基于參數化模型的基礎，整合強度分析、模態分析性能評估，形成機翼仿真分析模板庫，提升效率的同時，可以確保仿真分析的一致性。
二、機翼仿真分析模板庫的建立過程及案例展示
2.1機翼仿真分析模板庫構建
ACT平臺的全稱是ANSYS Customization Tools，是ANSYS Workbench應用環境的客戶化定制開發工具，主要解決用戶在工程仿真應用中遇到的功能自定義和程序擴展的問題。借助ACT，用戶可以在ANSYS已有功能的基礎上，定制開發適合自身專業特點與特殊業務需求的新功能。使用ACT平臺，可在Workbench Project標簽中定制仿真工作流，將仿真工作流集成，過程和腳本組合進ANSYS生態系統。
整個機翼仿真分析模板庫在ANSYS ACT平臺進行實現，建立過程包括搭建用戶輸入界面、機翼參數化建模、分析計算等。
2.1.1模板庫開發
模板庫的功能開發通過Python驅動、XML接口、HTML顯示來完成，如圖1所示。
展開 
炫設計 | 什么是仿真分析？
熱量，流體動力學和機制分析將時域分解為小增量以計算增量變化。
通常，仿真分析的最終數值結果是計算安全系數和安全邊際，通常這兩者在數學上是相關的。并提供關于產品是否能夠承受其操作環境負荷的底線答案。
如果我們的產品符合其安全邊際，我們可以使用結果進入重新設計周期以優化產品。通過這種方式，仿真分析可以幫助使產品更輕，更美觀，更容易制造。
04、仿真分析與測試
我們應該始終對仿真分析進行實際測試。正如Rickover海軍上將所說，仿真分析不是測試的替代品，而是驗證我們正在進行著正確的測試（邊界線以下的測試）。仿真分析和測試的結合形成了驗證過程，確保我們的產品滿足要求和意圖。
仿真分析對于產品開發過程至關重要，使用計算機功能幫助我們盡可能快速，經濟，安全地為我們的需求定義最佳產品。
來源于：PTC官網
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熱量，流體動力學和機制分析將時域分解為小增量以計算增量變化。
通常，仿真分析的最終數值結果是計算安全系數和安全邊際，通常這兩者在數學上是相關的。并提供關于產品是否能夠承受其操作環境負荷的底線答案。
如果我們的產品符合其安全邊際，我們可以使用結果進入重新設計周期以優化產品。通過這種方式，仿真分析可以幫助使產品更輕，更美觀，更容易制造。
04、仿真分析與測試
我們應該始終對仿真分析進行實際測試。正如Rickover海軍上將所說，仿真分析不是測試的替代品，而是驗證我們正在進行著正確的測試（邊界線以下的測試）。仿真分析和測試的結合形成了驗證過程，確保我們的產品滿足要求和意圖。
仿真分析對于產品開發過程至關重要，使用計算機功能幫助我們盡可能快速，經濟，安全地為我們的需求定義最佳產品。
來源于：PTC官網
展開 【技術帖】基于AVL仿真分析平臺的電驅動總成NVH分析
電磁噪聲也是電機噪聲分析中關注的重點。對于電驅動總成中齒輪噪聲，可按其主要表現形式分為兩類，即敲擊噪聲和嘯叫噪聲。敲擊噪聲是非承載齒輪工作過程中由于轉速波動引起的齒面兩側來回敲擊導致的噪聲，嘯叫噪聲則是由于承載齒輪嚙合過程中嚙合剛度和傳遞誤差的周期性變化導致的有階次特征的噪聲。由于當下電驅動總成基本還都是單傳動比，沒有多檔齒輪傳動，即不存在非承載齒輪對，所以齒輪嘯叫噪聲是當前電驅動總成中齒輪噪聲的主要來源。
圖4 齒輪敲擊噪聲
圖5 齒輪嘯叫噪聲
三 電機仿真
3.1 電磁激勵
針對電磁場模擬，AVL仿真分析平臺可以實現電機二維切片的自動生成與網格的自動處理，通過定義基本參數，如繞組形式、極對子數、定子齒槽個數以及電機有效長度等，結合電機各部件材料特性如矯頑磁力、B-H曲線以及導磁率等，即可對電機電磁場進行相應的計算。
圖6 AVL仿真分析平臺電磁場仿真流程
根據麥斯威爾磁場分析理論，自動計算電機定子齒上的徑向力、切向力以及彎曲力矩，同時計算電機不同工作電流下隨轉子轉角變化的輸出力矩，為電機NVH分析提供準確的激勵邊界。
圖7 電磁激勵
3.2 電機轉子動力學
基于AVL 仿真分析平臺進行結構動力學分析，不僅可以涵蓋傳統動力總成，亦可對混動及純電動系統進行動力學計算。結合電磁場仿真結果即可對電機電磁噪聲進行相應的分析。
AVL仿真分析平臺動力學模型支持的電機類型包含永磁同步電機 (PMSM)、勵磁同步電機(EESM)、鼠籠式異步電機(SCIM)、雙饋式感應電機(DFIM)以及同步磁阻電機(SYRM)，可滿足常見的電機仿真分析需求。
展開 設計仿真 | 海克斯康滾動軸承高級仿真分析培訓
海克斯康工業軟件
培訓
目的
本次培訓旨在幫助軸承相關技術人員更好地了解和掌握軸承仿真分析技術，內容將涵蓋業界用戶最常見、最迫切的技術需求，確保軸承開發各個環節均有嚴密的仿真分析驗證產品的各項關鍵性能指標，提升產品開發效率及魯棒性。培訓將主要從以下幾個方面詳細講解軸承設計開發過程中的一些必要的仿真分析方法及工程案例（詳細議程請見文末）。
?軸承仿真分析的基礎知識、基本原理、應用領域和工具軟件等；
?在Romax Spin軟件中建立系統級傳動模型，在完整的系統中求解各軸承在運行工況下的載荷、錯位及變形結果，并基于系統變形依據ISO標準精確計算軸承的運行壽命；
?使用高級非線性軟件Marc進行軸承套圈的結構強度分析，考慮密封開槽、過盈配合等因素對套圈強度的影響；
?使用高級多體動力學軟件Adams進行軸承的運動學仿真，分析保持架的質心軌跡，以及保持架的變形和應力等結果。
展開 一套新手自學整車碰撞仿真分析的奧秘
作者 | 李老師 仿真秀科普作者
首發 | 仿真秀 （ID:fangzhenxiu2018）
眾所周知，CAE仿真分析已經成為整車研發過程中不可或缺的一部分。整車CAE仿真分析通常包括模態分析、剛度分析、強度分析、疲勞分析、碰撞分析、乘員約束系統分析、NVH分析以及CFD分析等。而整車碰撞仿真分析是一項難度較大，需要多個CAE仿真工程師人員共同進行配合完成的一項工作。
對一個新手來說，要想自學整車碰撞仿真分析是一項很艱難的事情。對主機廠而言，培養一個合格的碰撞仿真工程師，就需要一個有多年碰撞仿真分析經驗的工程師來指導，再加上實際動手操作，才有可能成為一名合格的碰撞仿真工程師。
本課程就是結合我多年的碰撞仿真分析經驗，希望能夠深入淺出地把在整車碰撞仿真分析中有可能所遇到的問題和難點一一給大家講解。當然，大家如果要想真正地理解、掌握整車碰撞仿真分析，還需要大家能夠多學、多練、多思考。下面我就帶大家來初步了解一下整車碰撞仿真分析的奧秘。
一、整車幾何模型及參數的輸入
要想做一款整車碰撞仿真分析，無論是正碰、偏置碰還是側碰，當然整車的幾何模型是必須的。俗話說巧婦難為無米之炊，沒有整車的幾何模型輸入，在厲害的碰撞仿真工程師也做不出整車碰撞仿真模型來。
那么整車幾何模型通常包括那幾個部分？一般來說，整車幾何模型主要包括白車身、底盤、開閉件、內外飾及電器系統等。有了整車幾何模型，那么我們就可以開始啟動網格劃分工作。網格劃分只是整車碰撞仿真分析萬里長征的第一步。
當然，整車碰撞仿真分析除了需要整車幾何模型以外，還需要整車BOM表，焊點、焊縫、及膠粘等信息，相關材料的性能參數及應力應變曲線，整車的質量和質心統計表等等。通常整車碰撞仿真分析輸入涉及到整車研發過程中的多個部門。
整車碰撞仿真分析輸入內容及要求詳見表1所示。
展開 動力電池熱管理仿真分析教程
二、課程設置
新能源汽車PACK熱流場仿真分析進階16講
序號
講課主題
第一部分
新能源動力電池熱仿真理論知識學習
1
新能源汽車電池PACK熱仿真分析概述及課程安排
2
動力電池熱管理系統概述
3
傳熱及流體相關理論知識
4
熱阻和接觸熱阻的概述
第二部分
基于ANSYS-SCDM軟件3D數模前處理
5
SCDM核心功能介紹及參數化建模功能介紹和演示
6
SCDM修復和簡化幾何的相關功能介紹和演示
7
使用SCDM進行CFD仿真前處理的功能概述
8
液冷系統流場3D數模前處理算例演示
9
新能源汽車PACK-3D數模前處理算例演示
第三部分
新能源汽車動力電池液冷系統流場仿真及熱仿真分析
10
STAR-CCM+仿真流場介紹
11
基于VOF模型仿真液冷系統注水案例分析
12
液冷系統流場（壓降、流量均勻性評估）仿真案列分析
13
新能源汽車PACK低溫加熱仿真分析和結果評價
14
新能源汽車PACK常溫1C放電仿真分析和結果評價
15
新能源汽車PACK高溫1C放電仿真分析和結果評價
16
新能源汽車動力電池仿真技巧介紹
三、你將獲得
1. 學員可以掌握ANSYS-SCDM和STAR-CCM++在動力電芯仿真分析的工作流程、注意事項及必備技能：ANSYS-SCDM在動力電池仿真前處理基本操作和方法；掌握基于Star-ccm+在動力電池CFD仿真分析中設置方法和仿真技巧；
2.
展開 家電的零部件結構強度、跌落性能，如何做仿真分析？
目前常使用的仿真分析軟件有：ANSYS、Abaqus、Hypermesh。另外在家電產品的包裝設計崗位中，仿真分析屬于結構仿真分析，這也是今天討論的分析類型。其中主要進行的仿真分析工作有：跌落仿真、零部件結構強度仿真、產品加速度動力學仿真，跌落仿真最主要的軟件有ANSYSLS-dyna、abaqus、RADIOSSS。
目前家電產品包裝設計普遍用的是ANSYS和dyna做跌落仿真，結構強度分析用ANSYSworkbench，hypermesh和abaqus很少人用。很多工程師，在跌落仿真中遇到比較頭疼的問題還是材料參數不夠全面，尤其是包裝材料這部分的參數，另外跌落仿真中模型處理時間需要比較長。對比包裝設計崗位的仿真分析，除了現有常用的仿真分析手段，結構優化分析是一個很好的應用點，另外包裝材料的數據參數平臺的建立也是行業緊缺的內容。在實際仿真分析中大家常會遇到以下一些問題。
問題一：現有仿真分析中遇到的普遍問題？
1、材料參數不準確：在整個討論中所有使用仿真分析軟件的同行遇到的最頭疼的問題是材料參數，尤其是包裝材料的參數。
材料參數通過以下幾種方法得到：
1）各公司委外測試材料參數；
2）咨詢有比較全的材料參數的高校；
3）公司內部對材料測試其材料的力-位移，換算出應力應變曲線，主要針對EPS和EPE封閉材料；
4）從網絡上收集材料參數；
5）利用仿真軟件進行模擬分析復合材料參數：目前在仿真軟件中可以通過面紙參數去仿真分析出瓦楞紙，蜂窩紙等空心結構的參數來。
展開 
Amesim燃油模塊：仿真分析方法在燃油調節器排故中的應用
Amesim仿真分析方法在燃油調節器排故中的應用
為了快速準確地進行產品故障定位，應用 AMESim 仿真分析方法進行燃油調節器排故。通過 AMESim 對燃油調節器進行液壓系統建模仿真，根據產品及零組件的生產、裝配、調整中的實測參數對模型進行優化和調試，使之具備真實反映產品工作狀態的能力。
下面以發動機燃油控制系統的液壓執行機構（燃油調節器）的排故工作為例，介紹AMESim 液壓系統仿真分析方法在故障定位中的應用。從功能組成角度建立各獨立單元仿真模型，基于 AMESim 的仿真分析結果，對故障樹中大部分的疑似故障原因進行分析排除，為后續的試驗驗證指明方向。
模型建立
根據燃油調節器原理，在 AMESim 仿真軟件中搭建燃油調節器液壓系統仿真模型
該模型中包含燃油調節器的所有功能模塊：低壓腔、齒輪泵、安全活門、定壓活門、計量活門、壓差活門、增壓活門、閉鎖活門、出口等值噴嘴、燃油電液伺服閥、停車電磁閥、油針位移傳感器、閉環控制器、連接油路。模型中有 3 個輸入信號：齒輪泵轉速、停車信號、油針位置給定信號，通過控制輸入信號使模型模擬燃油調節器的各種工作狀態。
設定參數
模型中設定燃油、各活門液壓元件的參數時，嚴格按照產品及零組件在加工、裝配、調整時的實際值輸入。此外，仿真分析中用到的各種參數的取值要確保與產品工程設計中的取值一致，例如本文中模型的油液密度為 0.78 kg/L，計量窗口的流量系數 u 取0.72。
展開 高功率密度電機的熱仿真分析
電機是由定轉子、機殼、端蓋等組成的復雜機械裝配體，考慮到機械尺寸較小的零部件對電機溫度影響較小，在進行熱仿真分析時對其進行簡化與忽略，以提高仿真分析的效率。本仿真對電機仿真模型進行了簡化處理：忽略螺釘、墊片等零件；忽略倒角、退刀槽等；忽略輻射的影響；對定子繞組與沖片進行了等效處理，將其等效為均質材料。
通過電機電磁計算，該型號高空飛行器驅動電機在額定功率運行時發熱量為1 600 W，為簡化模型，本仿真直接將定子齒設定為發熱源，并定義發熱量為1 600 W，對電機進行熱仿真分析。
2 三維熱場仿真
針對高空環境下電機周圍實際的氣壓、溫度、風速等環境因素，項目組聯合北京航空航天大學特種電機研究中心進行電機實際運行環境的仿真分析，根據對方給出數據，項目組選擇6組相對有代表性的環境因素對該電機進行熱分析計算，6種環境工況如表1所示。
表1 電機熱仿真六種工況
通過軟件對電機模型進行簡化、分解等系列處理，著重分析電機定子鐵心、前端蓋、以及后端蓋溫度，得出計算結果如下。
1)電機在地面運行時的分析結果
對不帶散熱器的電機與帶散熱器的電機2種情況進行熱仿真分析。對幾組不同散熱筋尺寸的電機進行仿真，結合電機質量與體積的要求，確定散熱筋的尺寸結構。
(a) 不帶散熱器的電機仿真結果
不帶散熱器的電機仿真結果如圖2所示。
圖2 不帶散熱器的電機溫度分布曲線與云圖
(b) 帶散熱器的電機仿真結果
由圖2熱仿真結果可以看出，不帶散熱器的電機散熱效果差，定子溫度達到了200 ℃以上。電機設計時磁鋼、漆包線、絕緣材料等均按最高運行在150 ℃設計，該電機無法滿足散熱要求，因此需要通過熱仿真設計一款合理的散熱器。
展開 基于PERA SIM的泵蓋熱結構耦合仿真分析
摘要：本文基于PERA SIM Mechanical通用結構仿真軟件建立了泵蓋熱結構耦合仿真的過程，從導入幾何模型開始，到劃分四面體網格、賦予模型不同的材料參數、施加邊界條件和載荷過程，以及分析求解設置，最終得到泵蓋熱變形與熱應力的分析結果，對泵蓋的結構強度設計提供指導建議。
關鍵詞：泵蓋；熱結構耦合；熱變形；熱應力
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1.引言
通過熱結構耦合仿真分析，可以深入理解泵蓋在高溫環境下由于熱膨脹和收縮而產生的熱應力。這些熱應力可能導致泵蓋結構變形、疲勞甚至失效。同時預測泵蓋結構熱變形，對于確保泵蓋與其他部件的配合精度和密封性能至關重要。此外，根據仿真分析的結果，可以對泵蓋的結構設計進行優化，例如增加筋板、改變壁厚或材料配置等，以提高其抗熱應力和抗變形能力。
本文基于PERA SIM Mechanical仿真分析軟件建立了泵蓋熱結構耦合仿真的過程，從導入幾何模型開始，到劃分四面體網格、賦予泵蓋材料參數、施加溫度和靜力載荷與邊界條件，以及設置熱結構耦合仿真分析參數，最終得到泵蓋熱變形與熱應力分析結果。分析得到的熱變形結果和熱應力結果，對泵蓋的結構優化設計、壽命評估、密封性能都具有一定的指導意義。
2.問題描述
本文研究對象為泵蓋，主要用于工程機械中需要密閉的箱體結構中，實現傳遞載荷、提供支撐以及保護箱體內部零部件的作用。在使用過程中，利用密封圈和螺栓進行密封和連接裝配。
3.計算結果分析
3.1 模型建立及簡化
泵蓋幾何模型文件格式為x_t，直接導入PERA SIM Mechanical中。
展開 基于無網格仿真技術的特種車體結構分析
摘 要：為了提高CAE結構仿真計算的效率，縮短產品的設計研發周期。文中探索研究了無網格結構分析技術在復雜結構CAE仿真分析中的應用。以典型特種裝備車體結構為對比，采用無網格技術仿真計算了車體結構的模態、靜態及動態強度特性，計算結果與有限元方法之間的相對誤差分別只有4.8%、2.5%和1.9%，無論是模態振型還是應力分布狀態，無網格方法和有限元方法之間均具有很好的一致性。同時，相比于有限元方法，無網格方法的仿真計算效率提高了79.4%。為工程設計人員在產品設計過程中同步高效地開展結構的CAE仿真分析工作提供了有效的分析手段。
關鍵詞：無網格技術;有限元技術;模態分析;靜態分析;動態分析;
0 引言
在新產品設計過程中，通常需要采用CAE有限元仿真技術對產品結構的剛度、強度及疲勞可靠性等進行分析計算，找出結構設計薄弱環節，提出結構改進方案，從而提高產品性能[1,2]。傳統CAE結構仿真分析通常采用有限元方法，在開展仿真計算之前，需要完成對產品結構的幾何模型建模、劃分結構網格、對網格質量進行檢查等前處理工作。當結構模型較為復雜時，有限元前處理部分的工作往往占據整個CAE仿真分析過程的80%～90%左右[3,4]。考慮到產品的設計研發周期，如果CAE結構仿真分析工作需要占用大量的時間，勢必會影響產品的研制進度和開發周期。
當前仿真驅動設計的研發理念要求產品的仿真分析工作能夠最大限度地與產品研發過程同步，這樣能夠對產品的設計結構進行快速迭代，加快產品的研發周期。
展開 仿真分析的相關專題、標簽、搜索
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