Simcenter 3D動力學(xué)的案例
Simcenter 3D實現(xiàn)虛實結(jié)合—試驗與仿真混合建模 附Simcenter 3D多體動力學(xué)及疲勞
下載地址：Simcenter 3D多體動力學(xué)及疲勞仿真應(yīng)用
基于機械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析的多噴頭3D打印機運動學(xué)研究
摘 要：針對目前3D打印機打印回轉(zhuǎn)體類型零件速度慢、插補復(fù)雜、效率低等缺陷，設(shè)計一種3D打印機，由底座、行星齒輪組、Z軸運動機構(gòu)、橫向絲杠機構(gòu)和料架等組成。通過ADAMS仿真軟件進行運動學(xué)虛擬仿真分析。3D打印機可通過增加打印噴頭數(shù)量來提高打印速度。通過對多噴頭的協(xié)作打印方案進行運動仿真模擬計算，得到運動學(xué)特性。通過對比分析不同時刻的末端執(zhí)行器的速度、加速度和受力情況，驗證3D打印機機械機構(gòu)運動可行性。相比于傳統(tǒng)3D打印機，該打印機對于回轉(zhuǎn)體零件的打印效率顯著提高。
關(guān)鍵詞：3D打印機;ADAMS;FDM;柱坐標;多噴頭;
3D Systems公司創(chuàng)始人Hull首次申請立體光刻技術(shù)以來，3D打印機開始蓬勃發(fā)展。近年來，國內(nèi)外學(xué)者對于3D打印機的機械結(jié)構(gòu)進行不斷探索與研究，許多不同類型和結(jié)構(gòu)的打印機逐漸被使用[1,2]。至今已有熔融沉積成型（FDM）、光固化成型（SLA）、三維粉末粘接（3DP）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）和無模鑄型制造技術(shù)（PCM）等3D打印機工藝。而Stratasys公司創(chuàng)始人Crump研發(fā)FDM工藝的3D打印機憑借著維護成本低，構(gòu)造原理較為簡單和使用便利等特點被大范圍應(yīng)用[3,4,5]。其中，Bowyer改進了串聯(lián)機構(gòu)立體式3D打印機，方向靈活，易于控制但打印精度較低，需要同時控制工作臺和打印頭才能實現(xiàn)打印。后有學(xué)者鑒于串聯(lián)所產(chǎn)生的一系列問題申請了基于Delta并聯(lián)機械結(jié)構(gòu)的3D打印機專利，提高打印精度與質(zhì)量，但由于結(jié)構(gòu)的局限性，打印回轉(zhuǎn)體類型程序復(fù)雜，控制較為困難[6]。機械臂3D打印技術(shù)可以多個自由度快速打印，可見該技術(shù)對編程要求極高[7,8,9,10]。
展開 3D車輛動力學(xué)模型
[-]
使用
為了有一個穩(wěn)定的模型，三維簡單動力學(xué)連續(xù)時間模型需要至少200赫茲的Simulink更新率（汽車）和300赫茲的卡車。這個值也是由圖形用戶界面檢查的。
下面是一個例子，說明如何將3D車輛動力學(xué)塊與帶預(yù)瞄模型的Path Follower結(jié)合使用。
為了正確運行3D簡單動力學(xué)模型，需要VISUWheels_Mux塊。為了得到這個塊，打開 Actor's Object Configuration 對話框，在Animation 選項卡中選擇 Wheel displacement 選項。
限制條件
三維簡單動力學(xué)模型采用以下條件。
- 車輛用于正常速度行駛。這與道路路徑有關(guān)。例如在顛簸的道路上行駛時降低速度。
- 車輛始終與道路接觸。車輛以"正常方式 "行駛，按照道路路徑行駛。
- 車輛的初始位置是在一個平面和水平的表面/道路上（岸邊和傾斜角=0）。
- 該模型只對低的橫向和縱向加速度產(chǎn)生可靠的結(jié)果。在干燥的瀝青路面上行駛時，加速度的絕對值應(yīng)低于5[m/s^2]。
每個執(zhí)行器的動態(tài)概述
本頁概述了哪些執(zhí)行器支持哪種動態(tài)。
展開 基于SAMCEF的飛行器3D動力學(xué)研究
Example_slide_10___GenPurpSoft-SMecStruct-SMecMotion_2003_03_en.part4.rar
Example_slide_10___GenPurpSoft-SMecStruct-SMecMotion_2003_03_en.part1.rar
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基于SAMCEF的飛行器3D動力學(xué)研究
Abstract: this paper presents different ways to simulate a jet engine nozzle motion. The case helps to validate the use of the new software SAMCEF Field & SAMCEF Mecano/Motion on complex nozzle mechanism. It also gives an overview of potential areas of interest for the design of future systems. After a quick sum-up of engine nozzle design philosophy, we will detail the various phases to define the mechanism model, from use of CAD model to detailed analysis.
展開 基于SAMCEF的飛行器3D動力學(xué)研究
Abstract: this paper presents different ways to simulate a jet engine nozzle motion. The case helps to validate the use of the new software SAMCEF Field & SAMCEF Mecano/Motion on complex nozzle mechanism. It also gives an overview of potential areas of interest for the design of future systems. After a quick sum-up of engine nozzle design philosophy, we will detail the various phases to define the mechanism model, from use of CAD model to detailed analysis.
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展開 波蘭空軍學(xué)院：研究3D打印飛機模型的空氣動力學(xué)
波蘭空軍學(xué)院的羅伯特·巴貝爾最近出版了《飛機3D打印模型氣動特性的初步分析》，他探討了漸進技術(shù)在空氣動力學(xué)研究和設(shè)計中的應(yīng)用。重點是研究流線型設(shè)計和穩(wěn)定性，以創(chuàng)建一個能夠承受湍流和任何其他可能對其施加壓力的力的平面模型。
雖然可以遠程控制，巴貝爾的目標是3D打印一個平面模型，可以處理陣風(fēng)，然后自動平衡自己，而不使用電子設(shè)備。
“穩(wěn)定和平衡的概念是如此緊密地聯(lián)系在一起。”巴貝爾說，他繼續(xù)闡述靜態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性問題之間的緊密聯(lián)系。關(guān)于Y軸的穩(wěn)定性稱為縱向穩(wěn)定性，提供尾部。關(guān)于x軸和z軸，穩(wěn)定性是橫向的和定向的。
由FDM打印的模型部件
使用適當(dāng)?shù)奶匦詠砹私怙w機性能是至關(guān)重要的，盡管飛機的起飛、著陸、爬升或以最大速度向前移動的條件各不相同。
“一個重要的因素是作用在水平面上的提升力，以確保作用在平面上的縱向力矩的平衡。”巴貝爾說，“這種力對于不同的攻角，飛行速度是可變的，可以通過傾斜方向舵進行調(diào)整。當(dāng)K等于最大角度時，可實現(xiàn)最大范圍。 達到最佳攻角時可達到最完美程度。”
為了繼續(xù)他的空氣動力學(xué)特性研究，巴貝爾使用FDM 3D打印來制造船體部件，在閉路空氣動力學(xué)隧道中進行所有測試，并帶有開路圓形測量空間。應(yīng)該注意，3D打印模型在第一次測試運行時效果不佳，因為一些3D打印參數(shù)已關(guān)閉，必須進行調(diào)整。這是一個完美的例子，雖然它是3D打印的最大好處之一。當(dāng)發(fā)現(xiàn)錯誤時，無論是在設(shè)計還是技術(shù)設(shè)置中，都可以快速進行調(diào)整，并且可以快速且經(jīng)濟地制造新的打印對象，而無需等待中間商。
沿著橫軸的模型扭矩負責(zé)使其傾斜，并且巴貝爾建議保持低動量以適當(dāng)?shù)娘w行措施。科學(xué)家還指出，這項研究的結(jié)果只是“構(gòu)成研究的一小部分”，應(yīng)該在這種類型的船體的創(chuàng)建上進行研究。
展開 Moldex3D模流分析材料性質(zhì)與模型之結(jié)晶動力學(xué)模型 (半結(jié)晶性材料適用)
開發(fā) Avrami 的理論的Nakamura方程被用在Moldex3D來描述結(jié)晶動力，其模型描述為：
其中 K(T) 為非均勻結(jié)晶率常數(shù)；t1/2 為半結(jié)晶時間；T為溫度；R為通用氣體常數(shù)；ΔT = Tm - T 為冷卻溫度；f = 2T/( T + Tm)為修正因子；U*為結(jié)晶的相變化啟動能量；T∞ 為結(jié)晶過程的環(huán)境溫度。依照Hoffman等的理論后兩參數(shù)的通用值分別為：U* = 6284 J/mol 和T∞=Tg - 30。
參考文獻
[1]Jianxin Guo , Ph. D. Dissertation in Mechanical Engineering, 2000 ,New Jersey Institute of Technology.
[2]Andrea Sorrentino, Ph. D. Dissertation in Chenmical Engineering, University of Salerno.
展開 2017.03.21-杭州-仿真技術(shù)研討會
會議信息：
主辦單位：Siemens PLM Software
制學(xué)網(wǎng)
時間：2017年3月21日（星期二）
地點：杭州和達希爾頓逸林酒店會議室4
地址：杭州市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)金沙大道600號
費用：會議免費，提供午餐
面向聽眾：
從事仿真分析研發(fā)工程師
技術(shù)管理人員\技術(shù)經(jīng)理
LMS Virtual.Lab、LMS Imagine.Lab和LMS Samtech的用戶
日程安排：
08:30-09:00 簽到
09:00-09:40 Simcenter預(yù)測性工程分析——從智慧研發(fā)到智能制造的全周期數(shù)字雙胞胎
09:40-10:30 Simcenter 3D聲學(xué)及結(jié)構(gòu)動力學(xué)應(yīng)用
10:30-10:45 茶歇
10:45-11:30 Simcenter 3D結(jié)構(gòu)有限元分析解決方案及應(yīng)用
11:30-12:15 專家座談，討論主題：
1. 預(yù)測性工程對企業(yè)的價值？
2. 仿真在實現(xiàn)預(yù)測性工程過程中的價值
3. 仿真工程師的“否決權(quán)”與預(yù)測性工程
12:15-13:30 午餐
13:30-14:30 Simcenter 1D機電液多領(lǐng)域系統(tǒng)仿真應(yīng)用
14:30-15:30 Simcenter 3D多體動力學(xué)及疲勞仿真應(yīng)用
15:30-15:45 茶歇
15:45-16:15 Simcenter 3D復(fù)合材料解決方案及應(yīng)用
16:15-16:45 Simcenter 3D熱流分析及應(yīng)用寒
16:45-17:00 問答與交流
會務(wù)聯(lián)系人：柳女士，katia.liu@siemens.com，010-85292930
展開 Simcenter 3D筆記本電腦跌落仿真
02
Simcenter 3D跌落分析方案
筆記本電腦的跌落是在極短的時間內(nèi)，受到劇烈碰撞動態(tài)載荷而產(chǎn)生的非線性的復(fù)雜動態(tài)響應(yīng)，這個屬于瞬態(tài)動力學(xué)過程。瞬態(tài)動力學(xué)是一門用于計算載荷隨時間變化的結(jié)構(gòu)動力學(xué)，結(jié)構(gòu)的速度、加速度、位移和力都可以隨時間變化。Simcenter 3D具有優(yōu)秀的瞬態(tài)動力學(xué)分析能力，本文就是介紹使用Simcenter 3D瞬態(tài)動力學(xué)進行筆記本電腦角跌落的分析過程。
首先，我們需要定義實際筆記本電腦的跌落工況（如圖2）。根據(jù)企業(yè)標準，該筆記本電腦從450mm的高處跌落到地面上，角部落地。
圖2
2.1
自動化中面提取技術(shù)，
快速構(gòu)建仿真簡化模型
由于筆記本電腦都是薄壁結(jié)構(gòu)，一般使用殼單元來進行仿真提升計算效率，所以網(wǎng)格劃分前需要進行模型簡化和中面的提取。
? SIMCENTER 3D具有幾何特征的自動識別，可以輕松進行幾何特征抑制，自動抑制和去除小的特征，自動簡化細小曲面和邊，中面提取和裝配等強大的模型抽象工具直接處理幾何模型，極大地簡化了前處理的工作量。
? 具有最為領(lǐng)先的自動的非一致邊－邊、邊－面縫合技術(shù)。
? 提供模型理想化，自動幾何修正，模型清理等豐富的工具。對于薄壁板利用幾何理想化工具，自動抽取中面，中面厚度自動帶給求解器，不需要人工再定義殼單元厚度，這個對于變厚度薄壁結(jié)構(gòu)非常方便。
展開 免費報名｜Siemens PLM Software仿真技術(shù)研討會
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Simcenter預(yù)測性工程分析
——從智慧研發(fā)到智能制造的全周期數(shù)字雙胞胎
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Simcenter 3D 聲學(xué)及結(jié)構(gòu)動力學(xué)應(yīng)用
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Simcenter 3D結(jié)構(gòu)有限元分析解決方案及應(yīng)用
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Simcenter 1D 機電液多領(lǐng)域系統(tǒng)仿真應(yīng)用
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免費活動丨新一代3D CAE仿真平臺 Simcenter 3D網(wǎng)絡(luò)研討會
· CAE仿真流程和深度的完美融合
· 多學(xué)科仿真統(tǒng)一平臺下的模型共用和分析關(guān)聯(lián)
· 快速的設(shè)計分析迭代和優(yōu)化循環(huán)
· 專業(yè)知識和最佳實踐工作流程
本次網(wǎng)絡(luò)研討會將系統(tǒng)介紹Simcenter 3D仿真平臺及在結(jié)構(gòu)線性&非線性有限元、復(fù)合材料、多體動力學(xué)、疲勞、熱、流、多物理場耦合、優(yōu)化以及客戶定制化開發(fā)方面的解決方案和應(yīng)用案例。
時間：2016年8 月23日 星期二上午10:00-11:30
主講人：張旗利
內(nèi)容安排：
1. Simcenter及Simcenter 3D平臺介紹
2. Simcenter 3D核心技術(shù)特點
3. Simcenter 3D 結(jié)構(gòu)有限元分析
4. Simcenter 3D 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和成型工藝仿真
5. Simcenter 3D 多體動力學(xué)和疲勞分析
6. Simcenter 3D 熱、流及與結(jié)構(gòu)耦合的多物理場仿真
7. Simcenter 3D 客戶定制化開發(fā)
點擊如下鏈接進行在線注冊，免費參加本次研討會。注冊成功后，會收到確認郵件。
https://siemensplm-cn.webex.com/siemensplm-cn/onstage/g.php?MTID=e8e3f4863fd8a7e23fc350ea43be8a31f
展開 新一代3D CAE仿真平臺 — Simcenter 3D網(wǎng)絡(luò)研討會
n CAE仿真流程和深度的完美融合
n 多學(xué)科仿真統(tǒng)一平臺下的模型共用和分析關(guān)聯(lián)
n 快速的設(shè)計分析迭代和優(yōu)化循環(huán)
n 專業(yè)知識和最佳實踐工作流程
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主講人：張旗利
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5. Simcenter 3D 多體動力學(xué)和疲勞分析
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Simcenter 3D 網(wǎng)絡(luò)研討會_8.23.zip
展開 新一代3D CAE仿真平臺 — Simcenter 3D網(wǎng)絡(luò)研討會（2016年8月23日）
◇ CAE仿真流程和深度的完美融合
◇ 多學(xué)科仿真統(tǒng)一平臺下的模型共用和分析關(guān)聯(lián)
◇ 快速的設(shè)計分析迭代和優(yōu)化循環(huán)
◇ 專業(yè)知識和最佳實踐工作流程
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時間：2016年8 月23日 星期二上午10:00-11:30
主講人：張旗利
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4. Simcenter 3D 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和成型工藝仿真
5. Simcenter 3D 多體動力學(xué)和疲勞分析
6. Simcenter 3D 熱、流及與結(jié)構(gòu)耦合的多物理場仿真
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近期網(wǎng)絡(luò)研討會：
Simcenter 3D 專業(yè)仿真分析平臺聲振仿真技術(shù)網(wǎng)絡(luò)研討會
時間：2016年8月30日 星期二 上午10:00-11:30
注冊： https://siemensplm-cn.webex.com/siemensplm-cn/onstage/g.php?
展開 新能源汽車驅(qū)動電機電磁噪聲仿真與應(yīng)用
另外，Simcenter3D還支持Linux服務(wù)器，可以將Simcenter3D的求解器安裝到Linux服務(wù)器上，借助于Simcenter3D的HPC高性能并行計算模塊，可以使用高達上百個核心的服務(wù)器進行聲學(xué)求解，可以大大減小計算時間。
4、Simcenter3D 計算結(jié)果可視化與問題查找
Simcenter3D可以快速定位設(shè)計缺陷和尋找問題根源。其中包含面板聲學(xué)貢獻量分析、模態(tài)聲學(xué)貢獻量分析、傳遞路徑分析等等。同時提供快速修改預(yù)測技術(shù)，允許通過在結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵位置上更改物理特性，如增加集中質(zhì)量、剛度、阻尼等，調(diào)整結(jié)構(gòu)模態(tài)行為，并重新運算分析結(jié)果，進而判斷修改效果。由于該方法不需要利用有限元求解器對模態(tài)重新計算，所以是一個有效的評估修改結(jié)果的快速方法。
圖11 Simcenter3D聲學(xué)及結(jié)構(gòu)動力學(xué)高級NVH后處理功能
5、工程應(yīng)用案例
近幾年來，國內(nèi)各大整車廠和汽車零部件公司都對電機電磁噪聲進行了研究，并且有多篇論文投稿到我們每年的用戶大會上，需要相關(guān)文獻的可以找我們技術(shù)支持團隊索取。
6、小結(jié)
通過西門子Simcenter工具組合可以協(xié)助客戶實現(xiàn)整個電機電磁噪聲的仿真流程，如圖所示。
Simcenter Magnet 電磁仿真獲取電磁力；
Simcenter3D Structure 結(jié)構(gòu)動力學(xué)求解器計算電機結(jié)構(gòu)振動；
Simcenter3D Acoustics 聲學(xué)求解器計算電機外場輻射噪聲。
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