虛擬設計的案例
從概念設計到虛擬驗收：實時車輛模型在數字化設計的核心作用
從概念設計到虛擬驗收：實時車輛模型在數字化設計的核心作用
來自VI-grade 公司的工程師將解讀行業領先的企業如何將 VI-CarRealTime 作為其數字化工具鏈的核心組件。
車輛系統日益復雜，主機廠及供應商需要一套強大的數字化核心體系 —— 既能加速創新，又能降低成本與實車測試。VI-CarRealTime提供了統一的實時車輛動力學模型，可支持從概念設計、集成各底盤系統及控制算法、驗證到最終驗收的全開發流程。
在本次網絡研討會中，參會者將深入了解實時仿真在實際應用中的價值：它將如何助力車輛實現更快的迭代速度、更高效的協作，以及更早的驗證環節。
??核心要點與價值
1??理解為何實時車輛模型是現代數字工程的核心 —— 它能銜接概念設計、系統集成與虛擬驗收全鏈路。
2??學習行業領先的企業如何借助 VI-CarRealTime 加速電動化進程、主動底盤集成，以及純電動汽車（BEV）專屬參數調校。
3??探索實用的工作流程與應用案例，了解其如何縮短開發周期、提升協作效率，并減少對物理樣車的依賴。
從概念設計到虛擬驗收：實時車輛模型在數字化設計的核心作用
直播時間：9月18日 15:00
直播講師：鄧賢亮
VI-grade中國區應用工程師，從事車輛動力學仿真及駕駛模擬器應用技術支持，負責多個駕駛模擬器售后技術工作，熟悉駕駛模擬器在車輛動力學、賽車運動等領域的應用。
從事整車性能開發、車輛動力學、底盤電子、ADAS系統開發與測試的工程師、注重用戶感受的工程師和行業研究人員，想要掌握最新技術？就在9月18日 15:00！！！
展開 虛擬實景仿真技術在自動化連桿鍛造生產線設計中的應用
虛擬實景仿真技術已成為數字化工業制造技術和生產流水線的重要應用環節，針對工業產品利用該技術可優化產品設計，通過虛擬實景仿真技術，避免或減少物理模型的制作，縮短開發周期，降低成本；通過建設數字化虛擬工廠，直觀地展示工廠、生產線、產品虛擬樣品以及整個生產過程，為員工培訓、實際生產制造和方案評估帶來便捷。使企業內各負責部門之間的交流變得更加容易，不僅大大縮短了企業產品開發的時間，而且也為其產品的宣傳、銷售贏得了先機。隨著鍛造自動化技術向著數字化、信息化、智能化的快速發展，虛擬實景仿真技術越來越多的應用于鍛造技術領域，特別是在鍛造自動化生產線的設計階段更體現了這種技術的優越性和先進程度。
方案設計
一拖公司通過對虛擬實景仿真技術的持續性研究，首次在二重集團研制的新型4000t熱模鍛壓力機連桿自動化鍛造示范線設計過程中進行了應用，取得了較好的效果。所開發的這條示范線，主要用于發動機連桿、鏈軌節、小排量汽車曲軸、齒輪等批量化生產。生產線采用具有總線控制系統的自動化技術，由加熱單元體、鍛造單元體、熱處理單元體、自動碼垛單元等組成，加熱單元體具有加熱、自動上料、自動溫控坯料篩選、爐體快換等功能；鍛造單元體以一臺4000t的熱模鍛壓力機為主，采用步進式送料系統實現工位之間的快速傳遞，通過主機運動系統、物料傳遞系統、上下頂出系統、潤滑系統的同步功能，實現產品多工步鍛造成形。
生產線設計
作為鍛造生產線的初期規劃，國外比較先進的設計思想首先是根據產品進行結構工藝分析和成形仿真分析，確定最佳成形工藝方案，然后根據成形工藝以及市場需求選擇合適的設備，設備選型結束后，開始進行自動化生產線工藝布局設計，然后通過實景仿真對生產線工藝布局進行優化提升，最后確定相關的廠房、物流、倉儲等配套設施。國外的設計理念是自動化技術服務于設備，設備服務于工藝。工藝是整個設計的主線和綱領。
展開 三維機械設計、虛擬裝配、設計與仿真工作站配置探討（2020年10月更新）
三維機械設計模型越來越復雜，越來越大，三維虛擬裝配模型越來越大，另外設計模型的仿真模擬計算要求也越來越高。
主流設計軟件：catia，ug，creo，solidworks、autocad等。
三維部件數量不斷變化：從幾萬、十幾萬、百萬級，市場上圖形工作站性能似乎永遠也跟不上應用。
西安坤隆計算機科技有限公司，自2013年推出最快的設計類工作站，至今，在不斷的提升性能，滿足最復雜的三維模型設計等需求。
1. 三維設計工作站硬件配置
典型應用：三維設計、虛擬裝配、逆向工程、三維建模等。
展開 聲學設計 | 沉浸式虛擬仿真環境，助力感知航空聲學
Infinity Labs通過兩種不同的應用建立了該流程，旨在驗證和確認此功能：第一種應用是在城市環境中對概念性eVTOL機身和轉子設計的飛行操作進行仿真。在這種情況下，他們使用了俄亥俄州超級計算機中心的計算資源，并使用Sound對Fluent和Star-CCM+的仿真結果進行了比較和聽覺化處理；
第二個應用是在消聲室中對專有轉子設計和測試硬件進行物理實驗。在第二種情況下，Ansys Cloud的計算資源直接被用于Fluent，并且工程師將仿真的流場特性與高精度實驗流場數據進行了比較。此外，工程師還將Sound的仿真結果與在多個接收器位置測量的聲譜進行了比較。
耳鳴的仿真結果
CFD仿真可準確地捕獲主要的流場物理特性，聽覺化處理則能夠逼真地將壓力數據轉換成可聽見的聲音。
Kuprowicz博士說道：“結果非常驚人，音頻的質量和清晰度簡直令人驚艷，尤其是對于虛擬飛行器設計應用而言。它聽起來如此真實，我記得我一遍又一遍地播放第一批音頻結果——好像連續播放了10次。這個過程簡直太美妙了。”
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展開 
行業分享丨虛擬原型技術如何革新重型裝備設計？
本文作者：P?r-Ola Jansell
Altair 副總裁兼重型機械、卡車與軌道交通全球技術負責人
重型裝備行業長期以來主要依賴物理原型設計。在許多情況下，物理原型是法規要求的必要環節。畢竟，這些大型重型設備承受著巨大壓力和磨損，必須確保操作人員和周圍人員的安全。
1虛擬原型技術的崛起
隨著仿真技術（特別是有限元分析/FEA）在20世紀90年代的出現和發展，行業迎來了新的設計和測試范式，虛擬原型技術開始發揮更大作用。如今，該行業正在經歷又一次范式轉變：虛擬原型正從輔助驗證工具發展成為設計、測試和認證過程中的核心能力與驅動因素。了解虛擬原型技術的發展歷程，有助于我們認識它如何革新重型裝備設計，并預見其未來發展方向。
2工具生態的擴展
在20世紀90年代初虛擬原型工具問世前，重型裝備設計相對保守。許多設計多年來甚至幾十年都未發生重大變化。由于所有設計都必須進行物理測試，開發過程緩慢、繁瑣且成本高昂，這抑制了創新嘗試。
雖然行業普遍希望以更低成本制造更好的設備，但傳統方法往往只能通過增加高應力區域的材料用量來提升強度和耐用性。FEA技術改變了這一局面。90年代，一些先驅企業推出了比以往更堅固耐用、同時更輕便靈活的機械設備。
數字化工具使制造商能夠通過重新評估整個設計流程來解決問題，而不僅僅是增加材料。那些原本僅將FEA用于驗證和測試的企業意識到，必須將其應用于包括優化和認證在內的全生命周期。快速有效采用新技術的企業將獲得顯著商業優勢。
進入21世紀后，企業對虛擬原型工具的運用更加成熟，并將數據分析和散料模擬等新功能納入技術體系。開發速度加快、成本降低，創新水平顯著提升。
展開 利用 HyperWorks 進行客車側翻性能仿真， 虛擬設計實現更輕更安全的客車設計
汽車和航空航天企業借助 RADIOSS來了解和預測復雜環境中的設計狀態，對 其發揮的巨大作用給予了高度認可。RADIOSS與HyperWorks環境緊密集成后，便 成為一個功能強大的設計工具。
“我們的 FEA 模型擁有一致、可重復的設置，這使我們能夠以前所未有的低成本開發側翻結構 并運行假設場景。”
Laurence Wood
Team Leader, Test & Development
Alexander Dennis Ltd
解決方案
“流程管理器”模板開發
該項目的著手點是Altair提供的一款現有簡易側翻模板。該模板完成了一系列基本任務，例如加載模型、整合生存空間 以及創建側翻起點平臺和撞擊地面。
展開 追求虛擬未來—Abaqus在百事可樂包裝設計領域的應用
貌似普通的飲料瓶，實際上也需要非常系統的方法來設計，將形狀設計和仿真結合，可以改進包裝設計過程，提高生產率、質量和可持續性。
百事可樂設計團隊使用仿真來執行設計迭代分析，并在所有的設計迭代中選擇最佳的設計。最佳設計選定后，將進行概念驗證評估，通過模擬進行非常詳細的評估，以確定包裝是否符合百事可樂的要求。
為了獲得在飲料瓶開發過程早期的設計和制造工藝依據，百事可樂使用了達索系統SIMULIA品牌的Abaqus模擬注拉吹成型和擠吹成型，以確定哪種工藝條件下可以生產出適合瓶壁厚度分布的最佳產品。在設計的后期階段，結合仿真和性能評估，以優化所需性能的飲料瓶。
Abaqus幫助百事可樂大大減少了試驗次數，節約了成本。通過在公司內部進行績效評估，公司每年可以直接和間接節省100多萬美元。
2016年，百事可樂團隊對市場上不同的軟件進行了比較，并選擇了SIMULIA品牌的Abaqus，因為它具有強大的非線性顯式功能。
2020年，百事可樂開始與達索系統合作開發一個基于網絡的虛擬測試實驗室。從那時起，百事可樂逐漸將手工線下仿真轉變為全自動、流水線型的仿真流程。最終目標是將70%的物理測試帶入虛擬測試實驗室，特別是飲料包裝。由于是完全自動化和流水線型的仿真過程，它不需要用戶的專業知識，工業設計師、包裝工程師等非CAE專家也可以輕松使用。這樣一來，專業的CAE工程師就可以騰出時間來完成創新任務，比如開發更多的仿真應用程序。
圖. 物理測試之前對產品進行虛擬測試，確保新包裝滿足所有要求
百事可樂還利用仿真技術來實現其可持續發展目標，結合現實世界和數字世界，形成并完善數字孿生解決方案，進一步改善產品開發，降低成本，并提高生產率和效率。
展開 設計仿真 | 直播預告-虛擬焊接裝配解決工藝缺陷難題
海克斯康工業軟件Simufact Welding致力于通過有限元法解決焊接過程中出現的各類問題，至今已有超過20年的工程應用，通過精確模擬零件在焊接過程中機械、物理和冶金過程中的性能變化過程和結果，從而獲得整個焊接過程中的金相組織變化、溫度場、應力場、變形場、硬度等數據信息，為客戶解決實際焊接過程中的變形、應力集中等問題，并為焊接工藝參數優化、焊接工裝設計、焊接順序優化等提供了參考依據和指導。本期海克斯康直播講堂請到了Simufact 高級工程師曾陽，他將通過軟件操作及實際案例講解，為我們帶來Simufact Welding軟件應用在焊接工藝中的解決方案。趕快報名，精彩不容錯過！
直播時間：4月19日 下午14:00
點擊此處或掃描下方二維碼，立即預約直播
精彩搶先看
功能介紹-網格不連續功能
功能介紹-裝夾夾具可視化
案例-復雜模型處理（B柱）
案例-汽車輪罩工裝夾具優化
案例-鐵路機車底盤焊接
講師介紹
曾陽
海克斯康工業軟件Simufact 高級工程師，哈爾濱工程大學碩士。具有8年以上的焊接工程和仿真經驗，廣泛的了解國內外客戶在焊接領域中的仿真需求以及發展現狀，支持過國內航空、航天、汽車、重工等各領域的焊接仿真問題，針對客戶的需求能夠提供有效、合理的焊接仿真解決方案，為客戶解決實際問題。
展開 設計仿真 | 直播預告-虛擬焊接裝配解決工藝缺陷難題
海克斯康工業軟件Simufact Welding致力于通過有限元法解決焊接過程中出現的各類問題，至今已有超過20年的工程應用，通過精確模擬零件在焊接過程中機械、物理和冶金過程中的性能變化過程和結果，從而獲得整個焊接過程中的金相組織變化、溫度場、應力場、變形場、硬度等數據信息，為客戶解決實際焊接過程中的變形、應力集中等問題，并為焊接工藝參數優化、焊接工裝設計、焊接順序優化等提供了參考依據和指導。本期海克斯康直播講堂請到了Simufact 高級工程師曾陽，他將通過軟件操作及實際案例講解，為我們帶來Simufact Welding軟件應用在焊接工藝中的解決方案。趕快報名，精彩不容錯過！
展開 從仿真入門到仿真驅動設計 | 2023 Altair虛擬全球大會
SIMULATE AT THE SPEED OF DESIGN
全球虛擬大會
2023 SIMULATE AT THE SPEED OF DESIGN全球虛擬大會將于6月28日在線上舉辦。
本次大會主要面向中小型企業（SMB) 的仿真工程師和設計師，來自 Altair SMB 的行業專家們將帶您一起了解：如何縮短產品的開發時間從而降低后期設計、制造變更導致的風險和成本。
同時，大會設有4大分會場，將為您帶來從仿真入門到專業仿真驅動設計的不同階段的講解。您將了解到最前沿的 CAE/FEA 仿真技術、客戶案例及最新行業資訊。
展開 設計仿真 | 從物理掃描到虛擬檢具：Simufact Welding革新汽車零部件檢測
而在后續的虛擬檢具仿真時，又能夠再次考慮并計算新的重力方向對零部件的影響。并且經過相關驗證，得益于高精度非線性求解器，該方案重力補償能夠實現0.01mm以內甚至更高的精度。
翼子板重力變形補償
■ 虛擬檢具夾持
實際檢具夾持零部件時，夾頭與支撐位置會嚴格按照RPS點的位置進行設計，從而將工件約束在相同的RPS點位置上，然后對零部件的尺寸精度進行檢查。
為了達成虛擬檢具夾持狀態的仿真分析，Simufact Welding軟件開發出虛擬冷卻與裝夾模塊，模塊中新開發了“RPS對齊”功能，從而精準實現零部件在RPS夾緊狀態下的仿真分析。在進行RPS對齊仿真后，工程師即可使用仿真結果（能夠導出STL文件）進行零部件質量與尺寸的評價。
翼子板虛擬檢具裝夾
翼子板虛擬檢具裝夾
虛擬檢具方案能夠減少企業在檢具定制上的成本投入，僅需要將需要檢測的零部件放置在簡易支具上進行掃描，即可通過一系列仿真獲取到RPS點虛擬對齊后的零部件狀態，并輸出為STL文件以供質量工程師進行尺寸的評價。除此以外，相較于實際檢具的檢測，仿真也帶來了諸多優勢：
? 降本增效：減少檢具成本投入。
? 更加精準：檢具設計上可能會有部分副RPS點本身與CAD設計存在偏差，但仿真會將零部件嚴格對齊到所設計的初始RPS點位置上，誤差近乎為“0”。
? 操作更加簡易：實際檢具的使用高度依賴工程師的技術與經驗，但仿真現已經基于上述方案，開發出更加友好便捷的程序方案，能夠在簡易的操作下完成上述所有分析，并能夠基于Python實現全自動仿真分析。
? 可拓展性強：基于強大的非線性求解器，能夠處理多零部件、復雜接觸關系、潛在的塑性變形等問題的仿真分析。
展開 
行業分享丨AI賦能流體仿真：從虛擬風洞到智能設計的實踐與案例
AcuSolve：FEM 算法，通用熱-流體分析
ultraFluidX：LBM 算法，虛擬風洞、車輛空氣動力學、氣動噪聲
nanoFluidX： SPH 算法，傳動系統潤滑、液體晃動、車輛涉水、水管理
EletroFlo：FVM 算法，PCB 板級，電子設備機箱散熱仿真
Flow Simulator：一維流動和熱網絡，系統級 CFD 仿真
2.流體仿真建模工具
HyperMesh CFD 和結構有限元建模工具 HyperMesh 是基于相同的平臺開發，并集成了虛擬風洞模塊VWT，主要用于空氣動力學、氣動噪聲的建模，并集成了 CFD post 工具，以及流致噪聲信號處理。
SimLab 是多學科集成平臺，目前嵌入了3個流體求解器：AcuSolve / ElectoFlo / nanoFluidX，還包括流體拓撲優化、DOE 參數優化、流固耦合 FSI、流體+多體動力學耦合、流體+離散元耦合以及電池包熱分析、電池熱失控分析功能。
3.PhysicsAI 預測汽車風阻
首先我們來看 AI 和汽車空氣動力學結合的案例。在汽車主機廠通常需要進行風洞實驗，仿真方法是采用虛擬風洞模擬汽車的空氣動力學，通常這類模型規模較大，并涉及多輪設計變動，需要花費很多時間建模、修改、消耗計算資源和人工。總之、實驗成本較高，仿真也不便宜。
Altair PhysicsAI 是學科中立的，基于幾何深度學習，本質是數據驅動的，不論預測的是結構、電磁還是流體場都可以適用。在空氣動力學仿真中，我們通常關注一些氣動參數，比如阻力系數 Cd 或升力系數 Cl。
接下來我們看一下在 PhysicsAI 中如何快速預測這些空氣動力學參數。
展開 機械行業資料合集：NX、機械設計制造、定制化、物聯網、虛擬工廠...
電子書講解內容：
如拓撲優化和收斂建模之類的新設計方法
有關創成式設計的所有信息
迭代周期
創成式設計示例
CIMdata 電子書將向您展示如何將 NX 的最新創新技術融入產品設計，使用此書中提到的新方法創建更輕、更牢固的產品。
助力機械制造商的虛擬工廠驗收測試
生產商不斷要求機械制造商創建數字化雙胞胎以供虛擬工廠驗收測試。擁抱西門子提供的變革性技術，機械制造商就能超越這些需求。
減少成本和上市時間，并利用機械設計中的不同復雜層級和數據
適用于機械設計的綜合數字化雙胞胎和虛擬調試解決方案
借助于 Siemens NX 綜合數字化雙胞胎和虛擬調試解決方案，企業可以減少成本和上市時間，并利用機械設計中的不同復雜層級和數據。具體而言，他們可以創建機器的 3D CAD 模型來模擬機器真實行為，由虛擬 PLC 控制仿真。得益于這些工具，機械、電氣和自動化工程師可以協同工作以提高初始質量。
展開 設計仿真 | 海克斯康車身虛擬智能裝配解決方案
零試制理念的核心是在設計、生產和驗證過程中充分利用數字化技術和仿真軟件，以提高生產效率和降低生產成本。海克斯康智能裝配方案是以“零試制”為目標，幫助用戶進行虛擬裝配試錯，代替或減少試制次數，最終實現零試制。
解決方案
海克斯康作為一家制造智能解決方案提供商，致力于幫助企業實現數字化轉型。其智能裝配解決方案主要圍繞智能制造和智慧城市兩大領域展開，為客戶提供從設計、生產、加工、裝配、質量管理和服務等全流程的數字化解決方案。
海克斯康車身虛擬智能裝配解決方案針對汽車行業車身虛擬裝配全過程，該方案涵蓋了汽車車身裝配試制工藝全過程，包括冷連接（自沖鉚接、壓鉚等）、熱連接（弧焊、激光焊、電阻束焊、電阻點焊等）以及可以考慮前序的鈑金沖壓工藝的殘余應力和變形結果，與海克斯康掃描檢測方案聯合，不單單是基于標稱幾何的仿真試制，而是能夠考慮結構實際制造工藝造成的尺寸偏差，將掃描變形數據考慮到裝配仿真中。從沖壓工藝的殘余應力和實際掃描變形結果還可以同時考慮進裝配試制虛擬仿真中，數據考慮更精確。
如下圖展示了海克斯康智能裝配技術路線，常規的模擬仿真是基于標稱幾何進行的虛擬裝配仿真（1→5→6→7），這也是目前大多數汽車主機廠的技術路線。海克斯康智能裝配方案可以考慮物理掃描數據進行虛擬試制裝配（1→3→4→5→6→7），而且還可以考慮沖壓工藝殘余應力等影響，并結合物理掃描數據進行虛擬試制裝配（1→2→3→4→5→6→7）。
圖 海克斯康智能裝配技術路線
當前，大部分汽車主機廠為了使掃描結果跟零部件工作狀態時的幾何尺寸一致，將零部件安裝在昂貴的夾具上進行掃描。
展開 產品設計的重要性與面向產品總體質量的綜合設計法（三）
可視化設計或局部的虛擬設計制造（VDM）
虛擬設計制造是信息時代設計制造技術發展的重要標志，它利用在計算機上形成的虛擬模型和仿真環境，我們這里提出的可視化設計是局部的虛擬設計，即裝配可視化（虛擬裝配）與工作過程的可視化。通過虛擬裝配，對產品的設計可行性、可制造性、可裝配性等進行綜合評價和檢驗。基于產品虛擬裝配的裝配模型是新興的虛擬產品開發研究中的重要內容，近年來引起了人們的廣泛關注。如美國波音公司的波音777客機的開發完全是在計算機上實現的，全部在虛擬的環境下進行；英國Teenomatix技術有限公司開發的計算機輔助生產工程（CAPE）產品涉及到設計、優化、制造可行性評價等技術。總的來看，我國虛擬設計制造技術的研究剛剛起步，多數是在原先的CAD/CAM及仿真技術的基礎上進行。系統的、全面的虛擬制造技術的研究尚未開展。目前仍停留在國外理論的消化與國內環境的結合上。可以看出，以裝配過程為核心的產品數據管理技術、智能化裝配與檢驗技術、綜合分析與評價技術等，以及開發自主知識產權的軟件，將是今后一段時間人們研究的熱點和發展方向。
隨著信息技術的發展，機械產品的虛擬設計與制造技術已引起了人們的普遍重視，得到了迅速發展。由于該種技術完全是在虛擬的環境下，對產品的系統功能、可制造性、可裝配性等進行綜合檢驗和評價，從而使得新產品開發周期短、風險小、投資少、見效快。基于產品虛擬裝配的裝配模型是新興的虛擬產品開發研究中的重要內容，近年來已成為人們研究的熱點，工業發達國家，如美、英、德等國家率先成立了相應的研究機構或中心，推出了一些實用性較強的虛擬設計制造平臺，如華盛頓州立大學開發的虛擬裝配設計環境(VADE)允許對系統進行計劃、評估和改變。我國在這方面的研究雖然起步較晚，但發展較快，如西飛公司開發了數字化產品設計制造系統；上海交大開發了分布式虛擬制造系統的框架體系。
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