高精度整機(jī)模型
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-11-25
高精度整機(jī)模型的實(shí)例教程
S4WT創(chuàng)新性地采用基于非線性有限元理論模擬柔性多體動力學(xué)系統(tǒng)和基于動量一葉素理論來表征空氣動力學(xué)、并與控制系統(tǒng)相聯(lián)的全耦合、一體化方法，來構(gòu)建包含部件柔性、非線性及部件之間（包含機(jī)電系統(tǒng)之間）相互作用的高精度整機(jī)模型，從而準(zhǔn)確模擬風(fēng)機(jī)動態(tài)行為，提高風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)可靠性。
圖2 全耦合一體化方法構(gòu)建參數(shù)化高精度整機(jī)模型
一、參數(shù)化建模。高精度整機(jī)模型的參數(shù)化建模方式，可以幫助設(shè)計(jì)者可以非常方便地對不同設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對比驗(yàn)證，或基于原有設(shè)計(jì)進(jìn)行風(fēng)機(jī)改型設(shè)計(jì)，而無需進(jìn)行繁雜的模型重構(gòu)，從而可以大幅縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，并降低開發(fā)成本。此外通過模型參數(shù)化和報(bào)告模板定制，還可以大大減少認(rèn)證機(jī)構(gòu)的手工勞動并提升效率。
為快速模擬不同結(jié)構(gòu)的風(fēng)機(jī)或使風(fēng)機(jī)的高精度整機(jī)模型能應(yīng)用于結(jié)構(gòu)優(yōu)化的循環(huán)過程，S4WT中提供標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)化模型庫供用戶選擇，用戶只需直接調(diào)用并依據(jù)實(shí)際情況調(diào)整參數(shù)，再結(jié)合特殊的用戶自定義部件，即可輕松實(shí)現(xiàn)參數(shù)化高精度整機(jī)建模。另外，用戶還可根據(jù)企業(yè)實(shí)際機(jī)型訂制開發(fā)參數(shù)化高精度模型，從而更加方便進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)及風(fēng)機(jī)改型的需要，只需一次投入，即可長期受益。
如下圖采用參數(shù)化建模方法，在S4WT中用戶可以輕松實(shí)現(xiàn)不同傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的轉(zhuǎn)換、對比分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)。
圖3 參數(shù)化模型輕易實(shí)現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)子支撐方案的轉(zhuǎn)換和對比分析
5.參數(shù)化高精度整機(jī)模型應(yīng)用案例
某風(fēng)機(jī)廠商的原型樣機(jī)試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)傳動系統(tǒng)在28.5Hz下有嚴(yán)重的共振現(xiàn)象，SAMTECH公司幫助該風(fēng)機(jī)廠商在SAMCEF for Wind Turbines軟件中構(gòu)建風(fēng)機(jī)參數(shù)化高精度整機(jī)模型，并進(jìn)行分析和故障診斷。
展開 風(fēng)機(jī)制造廠商和認(rèn)證機(jī)構(gòu)都迫切需要一個(gè)能夠充分考慮風(fēng)機(jī)各個(gè)系統(tǒng)之間相互作用的高精度且一體化的仿真設(shè)計(jì)解決方案。正是由于這樣的市場需求，比利時(shí)Samtech公司將其40多年的有限元軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)、20多年的柔性機(jī)械系統(tǒng)仿真經(jīng)驗(yàn)和10多年的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)集成在一起，獨(dú)創(chuàng)了Samcef for Wind Turbine(S4WT)系統(tǒng)，它定位于風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的正向設(shè)計(jì)解決方案，在風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的整個(gè)開發(fā)周期中(包括概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、原型或改型機(jī)開發(fā)、認(rèn)證、故障診斷等)提供一個(gè)參數(shù)化的高精度仿真模型，從而將原本脫節(jié)的設(shè)計(jì)流程關(guān)聯(lián)起來。這一創(chuàng)新的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)在歐洲、韓國等地區(qū)獲得了許多企業(yè)的認(rèn)可，例如Alstom Power，Repower和Areva(阿海琺)等知名風(fēng)機(jī)廠商。
參數(shù)化高精度整機(jī)模型具備以下兩個(gè)特點(diǎn)：
一、全耦合的一體化。依靠全耦合一體化的高精度整機(jī)模型，風(fēng)機(jī)廠商可以得到精確的動態(tài)載荷和結(jié)構(gòu)響應(yīng)，從而優(yōu)化風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。而對于認(rèn)證機(jī)構(gòu)而言，利用更加精確的動態(tài)載荷和結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析可以對現(xiàn)有的認(rèn)證規(guī)范進(jìn)行更好的評估和改善，從而設(shè)定更加合理的安全系數(shù)，從而使整個(gè)風(fēng)機(jī)行業(yè)都為之受益。
二、參數(shù)化建模。高精度整機(jī)模型的參數(shù)化建模方式，可以幫助設(shè)計(jì)者可以非常方便地對不同設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對比驗(yàn)證，或基于原有設(shè)計(jì)進(jìn)行風(fēng)機(jī)改型設(shè)計(jì)，而無需進(jìn)行繁雜的模型重構(gòu)，從而可以大幅縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，并降低開發(fā)成本。此外通過模型參數(shù)化和報(bào)告模板定制，還可以大大減少認(rèn)證機(jī)構(gòu)的手工勞動并提升效率
LMS_Samcef for Wind Turbines.pdf
展開 風(fēng)機(jī)制造廠商和認(rèn)證機(jī)構(gòu)都迫切需要一個(gè)能夠充分考慮風(fēng)機(jī)各個(gè)系統(tǒng)之間相互作用的高精度且一體化的仿真設(shè)計(jì)解決方案。正是由于這樣的市場需求，比利時(shí)Samtech公司將其40多年的有限元軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)、20多年的柔性機(jī)械系統(tǒng)仿真經(jīng)驗(yàn)和10多年的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)集成在一起，獨(dú)創(chuàng)了Samcef for Wind Turbine(S4WT)系統(tǒng)，它定位于風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的正向設(shè)計(jì)解決方案，在風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的整個(gè)開發(fā)周期中(包括概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、原型或改型機(jī)開發(fā)、認(rèn)證、故障診斷等)提供一個(gè)參數(shù)化的高精度仿真模型，從而將原本脫節(jié)的設(shè)計(jì)流程關(guān)聯(lián)起來。這一創(chuàng)新的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)在歐洲、韓國等地區(qū)獲得了許多企業(yè)的認(rèn)可，例如Alstom Power，Repower和Areva(阿海琺)等知名風(fēng)機(jī)廠商。
參數(shù)化高精度整機(jī)模型具備以下兩個(gè)特點(diǎn)：
一、全耦合的一體化。依靠全耦合一體化的高精度整機(jī)模型，風(fēng)機(jī)廠商可以得到精確的動態(tài)載荷和結(jié)構(gòu)響應(yīng)，從而優(yōu)化風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。而對于認(rèn)證機(jī)構(gòu)而言，利用更加精確的動態(tài)載荷和結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析可以對現(xiàn)有的認(rèn)證規(guī)范進(jìn)行更好的評估和改善，從而設(shè)定更加合理的安全系數(shù)，從而使整個(gè)風(fēng)機(jī)行業(yè)都為之受益。
二、參數(shù)化建模。高精度整機(jī)模型的參數(shù)化建模方式，可以幫助設(shè)計(jì)者可以非常方便地對不同設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對比驗(yàn)證，或基于原有設(shè)計(jì)進(jìn)行風(fēng)機(jī)改型設(shè)計(jì)，而無需進(jìn)行繁雜的模型重構(gòu)，從而可以大幅縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，并降低開發(fā)成本。此外通過模型參數(shù)化和報(bào)告模板定制，還可以大大減少認(rèn)證機(jī)構(gòu)的手工勞動并提升效率。
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參數(shù)化高精度整機(jī)模型具備以下兩個(gè)特點(diǎn)：
一、全耦合的一體化。依靠全耦合一體化的高精度整機(jī)模型，風(fēng)機(jī)廠商可以得到精確的動態(tài)載荷和結(jié)構(gòu)響應(yīng)，從而優(yōu)化風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。而對于認(rèn)證機(jī)構(gòu)而言，利用更加精確的動態(tài)載荷和結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析可以對現(xiàn)有的認(rèn)證規(guī)范進(jìn)行更好的評估和改善，從而設(shè)定更加合理的安全系數(shù)，從而使整個(gè)風(fēng)機(jī)行業(yè)都為之受益。
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參數(shù)化高精度整機(jī)模型具備以下兩個(gè)特點(diǎn)：
一、全耦合的一體化。依靠全耦合一體化的高精度整機(jī)模型，風(fēng)機(jī)廠商可以得到精確的動態(tài)載荷和結(jié)構(gòu)響應(yīng)，從而優(yōu)化風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。而對于認(rèn)證機(jī)構(gòu)而言，利用更加精確的動態(tài)載荷和結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析可以對現(xiàn)有的認(rèn)證規(guī)范進(jìn)行更好的評估和改善，從而設(shè)定更加合理的安全系數(shù)，從而使整個(gè)風(fēng)機(jī)行業(yè)都為之受益。
二、參數(shù)化建模。高精度整機(jī)模型的參數(shù)化建模方式，可以幫助設(shè)計(jì)者可以非常方便地對不同設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對比驗(yàn)證，或基于原有設(shè)計(jì)進(jìn)行風(fēng)機(jī)改型設(shè)計(jì)，而無需進(jìn)行繁雜的模型重構(gòu)，從而可以大幅縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，并降低開發(fā)成本。此外通過模型參數(shù)化和報(bào)告模板定制，還可以大大減少認(rèn)證機(jī)構(gòu)的手工勞動并提升效率。
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高精度整機(jī)模型的最新內(nèi)容
在橡膠制品（如密封件、輪胎、減震器）的開發(fā)中，高精度仿真已成為優(yōu)化設(shè)計(jì)、預(yù)測耐久性的核心環(huán)節(jié)。仿真結(jié)果的可靠性，根本上取決于輸入材料模型的準(zhǔn)確性。
當(dāng)前行業(yè)普遍的痛點(diǎn)在于：傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)測試數(shù)據(jù)，無法充分表征橡膠在實(shí)際復(fù)雜工況下的非線性、時(shí)間相關(guān)與疲勞損傷行為，導(dǎo)致仿真與實(shí)物性能存在顯著偏差。
為實(shí)現(xiàn)仿真驅(qū)動設(shè)計(jì)，關(guān)鍵在于構(gòu)建一個(gè)精準(zhǔn)、完備的材料參數(shù)體系。這要求測試方案必須超越基礎(chǔ)力學(xué)性能范疇
精彩直播預(yù)告
在自動駕駛仿真領(lǐng)域，攝像頭仿真模型的精度直接影響到虛擬環(huán)境中感知系統(tǒng)的表現(xiàn)和測試效果。為了實(shí)現(xiàn)高精度的攝像頭仿真模型，我們需要考慮多個(gè)因素，包括相機(jī)的視場、分辨率、鏡頭畸變、CMOS仿真、ISP仿真等物理特性。同時(shí)，仿真模型還需精確模擬不同環(huán)境條件下的攝像頭性能，比如低光照、霧霾、雨雪等極端天氣的影響。此外，我們還將涵蓋與攝像頭仿真相關(guān)的其他重要領(lǐng)域，比如語義分割圖、深度圖仿真和多相機(jī)組配置等
在3D打印領(lǐng)域中，SLA立體光固化成型（Stereo Lithography Appearance，SLA）是最早出現(xiàn)的快速原型制造工藝之一，這項(xiàng)技術(shù)由Chuck Hull在20 世紀(jì)80 年代發(fā)明。自創(chuàng)造以來，便以優(yōu)異的快速成型特征和高精度表現(xiàn)，成為了一項(xiàng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜數(shù)字模型實(shí)體化的關(guān)鍵技術(shù)。它不僅突破了制造業(yè)的傳統(tǒng)模具模式，還能在加速將設(shè)計(jì)概念轉(zhuǎn)變成實(shí)際產(chǎn)品的同時(shí)，保持產(chǎn)品表面細(xì)節(jié)的精確再現(xiàn)，使打印出的成品在視覺和觸覺上更加貼近設(shè)計(jì)意圖
霧化噴嘴已廣泛滲透于航空航天、車輛工程、醫(yī)藥制造、精密生產(chǎn)、食品加工、環(huán)境保護(hù)以及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)等眾多工業(yè)領(lǐng)域，成為提升各行業(yè)生產(chǎn)效率與性能的關(guān)鍵工具。因此，霧化噴嘴的仿真技術(shù)顯得尤為重要，通過準(zhǔn)確模擬噴嘴的霧化過程，幫助工程師在設(shè)計(jì)階段即可優(yōu)化噴嘴結(jié)構(gòu)，確保最終產(chǎn)品能夠精確滿足多樣化、復(fù)雜化的應(yīng)用需求，極大地加速了霧化噴嘴的技術(shù)迭代與性能提升。
項(xiàng)目背景
尾氣后處理系統(tǒng)在重卡中的地位至關(guān)重要
氫氣因其零排放特性而被認(rèn)為是能源的終極形式，氫燃料電池汽車也以其零排放的特點(diǎn)成為未來汽車的發(fā)展趨勢，用于存儲高壓氫氣的儲氫氣瓶是燃料電池汽車必不可少的關(guān)鍵零部件之一。根據(jù)儲氫罐的結(jié)構(gòu)，它可以分為四種類型。I型儲氫罐是一種金屬氣缸，其重量大、儲存壓力低。II型的特點(diǎn)是在金屬襯套外部增加了環(huán)箍繞組，與I型相比，重量減輕，壓力增加。III型在金屬襯套周圍完全包裹碳纖維，并進(jìn)一步加強(qiáng)圓頂部分，減輕重量，從而獲得更大的承壓能力
本文原刊登于semiengineering.com：《Elasticity Without Compromise》
作者：Matt Commens
編輯整理：趙陽 | Ansys中國技術(shù)支持工程師
在21世紀(jì)初，物理機(jī)器上可用的RAM決定并最終限制了Ansys HFSS能夠仿真的設(shè)計(jì)尺寸，工程師不得不購買成本極其高昂的硬件（價(jià)值高達(dá)六位數(shù)），
在21世紀(jì)初，物理機(jī)器上可用的RAM決定并最終限制了Ansys HFSS能夠仿真的設(shè)計(jì)尺寸，工程師不得不購買成本極其高昂的硬件（價(jià)值高達(dá)六位數(shù)），來解決這個(gè)極具挑戰(zhàn)性的問題。
當(dāng)時(shí)，工程師還被迫對規(guī)模和難度最大的設(shè)計(jì)采用“分而治之”的方法，將模型的幾何結(jié)構(gòu)分割成多個(gè)區(qū)域，然后在流程后期階段合并結(jié)果。由于沒有考慮到所有的電磁耦合，這種“分而治之
圖1 S4WT參數(shù)化高精度整機(jī)模型的創(chuàng)新解決方案
4.參數(shù)化高精度整機(jī)模型的核心價(jià)值
總體上說，參數(shù)化高精度整機(jī)模型具備以下兩個(gè)特點(diǎn)：
一、全耦合的一體化。依靠全耦合一體化的高精度整機(jī)模型，風(fēng)機(jī)廠商可以得到精確的動態(tài)載荷和結(jié)構(gòu)響應(yīng)，從而優(yōu)化風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
本文原刊登于semiengineering.com：《Elasticity Without Compromise》
作者：Matt Commens
編輯整理：趙陽 | Ansys中國技術(shù)支持工程師
在21世紀(jì)初，物理機(jī)器上可用的RAM決定并最終限制了Ansys HFSS能夠仿真的設(shè)計(jì)尺寸，工程師不得不購買成本極其高昂的硬件（價(jià)值高達(dá)六位數(shù)
SAMCEF Wind Turbines采用基于非線性有限元理論模擬柔性多體動力學(xué)系統(tǒng)和基于動量-葉素理論來表征空氣動力學(xué)、并與控制系統(tǒng)相聯(lián)的全耦合、一體化方法，來構(gòu)建包含部件柔性、非線性及部件之間(包含機(jī)電系統(tǒng)之間)相互作用的高精度整機(jī)模型，從而充分考慮部件柔性、非線性及部件之間、機(jī)電系統(tǒng)之間的耦合作用。
