船舶焊接仿真的案例
ESI集團SYSWELD焊接仿真軟件更新！針對船舶行業大型部件焊接變形提供更優解決方案
對于造船業，SYWELD 2019有助于預防或減輕焊接引起的扭曲，減少試制所需的成本和時間。 軟件新的開發確保了大型焊接件中厚板及多道焊的變形控制，解決船舶業中焊接變形的常見問題。
針對車間生產，SYSWELD 2019可以通過簡化的直觀界面提供焊接順序計劃的優化，提供專用的自動網格劃分功能和簡單的模型設置。 制造工程師可以快速識別主要負責變形的焊縫，并研究各種工藝參數變化的影響，包括排序，夾緊和預熱。
Conclusion
?基于殼體、實體、殼體/實體網格，大型工業模型可進行自動網格劃分和簡單的模型設置；
?快速評估導致主要變形的焊縫；
?簡化、直觀的解決方案以便缺少FEA經驗的用戶進行分析。
Benefits
?通過用戶定義的標準自動進行焊接順序優化從而控制大型焊接組件中的變形；
?允許用戶快速研究更改焊接順序，夾緊，預熱等造成的影響；
?防止焊接引起的變形，保證交付時間和成本控制。
The following engineer tools have been updated：
?工具箱CD-ROM：包含教程，用戶指南和工程指南（英文版本）。
?工程指南：涵蓋所需的背景知識，您可以立即動手解決焊接和裝配及熱處理問題。
展開 船舶計算流體力學 (CFD) - 船舶設計與優化的頂尖仿真工具（免費領文檔）
使用船舶計算流體力學 (CFD) 軟件的主要優勢
使用船舶 CFD 軟件，意味著設計師可以在真實工作條件下檢查船舶性能的每個方面。我們的多物理場 CFD 求解器不斷得以開發，只為提供以下所需的每一種船舶仿真解決方案：
船體阻力預測
螺旋槳性能，包括空化的預測
由螺旋槳或虛擬碟盤組成的自推進系統仿真
預測船舶運動、對海浪的響應和相互作用
空氣動力學和流體動力學組合仿真
流體力學和抗壓力組合仿真
與一維系統仿真工具的協同仿真
通過此概述視頻了解更多信息。
為何對船舶應用全尺寸 CFD 仿真？
以比例模型測試船舶設計給預測增加了不確定性。得到的結果必須放大，才能預測實際性能；而為此采用的經驗關系可能會導致不準確性。可以按全尺寸進行 CFD 建模，而不再需要放大結果。此外，全尺寸仿真可以確保邊界層效應得以正確捕獲，同樣，螺旋槳性能可以準確預測。通過此白皮書詳細了解船舶全尺寸 CFD 仿真的優勢。
使用船舶 CFD 軟件，讓船舶設計師和工程師可以在真實的運行條件下以全尺寸檢測船舶性能。自動化方面的最新進展意味著可以在幾個小時內完成設計測試，便于探索各種不同選項、執行設計優化以及將最高效的設計投入市場。
船舶設計流程各個階段的解決方案
我們的解決方案可以助力創建船舶數字化雙胞胎，從最早的概念階段開始，直到最終的生產設計和運作。我們的解決方案產品組合可以幫助您更快實現設計目標，提供包括以下功能在內的性能預測：
多物理場 CFD 仿真
空氣動力學和流體動力學仿真
一維系統分析
結構完整性和聲學預測
自動化探索和設計優化
智能報告和數據分析
我們的解決方案中包括軟件、物理測試和工程服務，可幫助您滿足甚至超越效率要求。將這些解決方案作為完整產品生命周期管理系統的一部分。
展開 船舶工程-船舶煙氣流場仿真APP
訪問Simapps平臺，在線計算船舶工程-船舶煙氣流場仿真APP：
https://www.simapps.com/v2/engineering-app/all/33159
Workbench lS-DYNA船舶碰撞仿真案例，詳解視頻及原模型 ￥69
涉及船舶結構的幾何處理，模型建立，碰撞分析，結果處理等各個方面。設置方法程詳細，結果結果合理。
1. 概述
LS-DYNA 是ANSYS Workbench中一款顯式動力學分析的模塊，廣泛應用于碰撞、沖擊、爆炸等非線性瞬態問題。其核心優勢在于處理大變形、材料失效和復雜接觸問題。以下將結合輪船/防撞梁碰撞案例，說明 LS-DYNA 的關鍵操作流程。本文檔詳細介紹了輪船碰撞仿真的主要技術點，包括幾何處理、材料定義、網格劃分、接觸設置、邊界條件、計算設置和結果分析等內容。通過本指導，用戶可以掌握輪船碰撞仿真的核心步驟和注意事項。
2. 幾何處理
2.1 幾何簡化
使用三維實體單元會導致計算量顯著增加，尤其是在沖擊和震動分析中。所以需要將三維幾何模型簡化為殼模型（Shell Model），以減少計算量。可以使用SpaceClaim、DesignModeler (DM) 或其他三維CAD軟件進行幾何處理，然后將處理好的幾何模型調入LS-DYNA模塊。
在沖擊和震動分析中，使用三維實體單元（如六面體或四面體單元）會顯著增加計算資源消耗。這是因為實體單元需要在三個維度上劃分網格，每個單元需計算位移、應力和應變等多個自由度，導致單元數量龐大且求解時間成倍增長。為解決這一問題，通常將三維幾何模型簡化為殼模型（Shell Model）。殼單元僅需在二維平面上劃分網格，并通過定義厚度參數還原結構的力學特性，既能大幅減少單元數量（通常可縮減至實體模型的10%~30%），又能有效保留結構的抗彎、抗剪性能。幾何簡化可通過專業前處理軟件（如ANSYS SpaceClaim或DesignModeler）完成，也可用其他三維CAD軟件處理。通過合理簡化模型，可在保證結果可靠性的前提下，顯著提升碰撞仿真的計算效率。
展開 
聲學仿真：船舶噪聲仿真分析
來源：舟山虛擬仿真驗證平臺
船舶噪聲來源主要有三個，分別是艙室噪聲、水下輻射噪聲以及自噪聲，分別介紹如下：
01
艙室噪聲
艙室噪聲是由船舶的結構噪聲和空氣噪聲共同引起的。除空氣聲源艙室和鄰近艙室中的艙室噪聲主要由空氣噪聲決定外，其它艙室的艙室噪聲主要由結構噪聲決定。
02
水下輻射噪聲
船舶在海上航行時引起的水下輻射噪聲，主要由機械設備振動產生的水下噪聲、螺旋槳噪聲、螺旋槳脈動壓力作用在艉部結構產生的水下噪聲和水動力噪聲組成。
03
自噪聲
自噪聲是指聲納接收換能器所接收到的其載體產生的噪聲和聲納設備本身產生噪聲的總和。
目前噪聲仿真分析技術已擁有聲振耦合分析功能，適用于仿真計算船體設備的振動引起的聲輻射、水下艦艇的聲輻射、阻尼與隔振等問題，并可以通過合理地優化船舶總體結構與各部件，達到減振降噪的目的。圖中是水下某艦艇聲輻射仿真分析應用示例。
展開 克羅地亞薩格勒布大學機械工程與船舶建筑學院選擇 Cast-Designer Weld 用于大型結構與海洋設備焊接設計與模擬
今年7月，薩格勒布大學面向全球招標， 遴選能針對大型結構和海洋工程進行焊接設計與模擬的軟件系統和相關服務，C3P Software憑借強大的技術實力和完善的一級、二級技術支持能力最終在眾多軟件中脫穎而出，一舉中標。
C3P software 的 Cast-Designer WELD， 為焊接行業客戶和焊接產品提供完整的解決方案：包括焊接工藝設計、模擬和焊接裝配優化。過程中考慮了幾何設計，材料性能和焊接工藝等所有因數。針對大型焊件，從材料到工藝，到模擬和優化唯一可行的全流程系統，內置超快速自動建模技術和人工智能優化算法。
Maja Jurica, 薩格勒布大學機械工程和船舶建筑學院高級研究員，很自豪地說“我們選擇 Cast-Designer Weld 是由于其獨特的設計模擬一體化的綜合功能，及其對大型結構變形與應力分析勝于其他軟件數十倍的計算能力和模型化時間，正是我們長期尋求的”。
請點“在看”或分享，也歡迎留言。
如需申請 C3P Cast-Designer
或 Cast-Designer Weld軟件演示
請長按識別二維碼，填寫表格
我們將盡快與您聯系：
展開 三維視景仿真環境下的船舶分油機仿真系統設計
來源：互聯網 作者：羅楚江 滕憲斌 楊期江
關鍵字：船舶分油機 虛擬現實技術 仿真
本文針對目前在實船上廣泛使用的Alfa Laval S系列分油機的EPC-50控制系統，設計了船用分油機的三維視景仿真系統。
船舶分油機是船舶動力系統不可或缺的重要設備之一，其作用是對船舶主機和輔機等設備的燃油和滑油進行分離凈化，其仿真系統的研發有助于輪機模擬器的發展。采用的是以PLC作為控制器，雖然PLC工作穩定可靠，但價格相對貴，增加生產成本。采用單片機作為主控芯片，單片機存在處理速度慢，資源有限等缺點，增加電路的復雜性，也不能夠搭載嵌入式實時操作系統，不能很好的對船舶分油機系統進行仿真模擬。雖然采用了32位嵌入式芯片，但是在軟件的仿真上，采用了二維操作界面，不能真實模擬船舶分油機的狀態。采用虛擬現實技術，制作了船舶分油機的虛擬拆裝3D互系統，但缺乏分油機的管理操作訓練。針對以上問題，本文采用32位嵌入式芯片STM32作為主控芯片，該主控芯片基于ARM Cortex-M4內核，內嵌1M Flash和192KB RAM，并且可以達到168MHz的運行速度，可以輕松運行嵌入式實時操作系統。控制板的軟件設計方面，通過uCOS-II操作系統和以太網通信，實現實時與上位機的交互。采用C#語言，搭建船舶分油機系統的數學模型，并基于3ds MAX和Unity3D平臺，搭建三維上位機操作軟件，將虛擬現實技術引入到船舶分油機模擬器中，建立一個高度逼真的多模式訓練系統，具有很強的沉浸感，從而給學員帶來真實的培訓體驗。
1 系統總體設計
船舶分油機模擬系統是通過數學建模的方法，結合實物控制箱，將實際船舶上的分油機進行仿真的一套系統，船舶分油機模擬系統結構圖如圖1所示。
展開 三維視景仿真環境下的船舶分油機仿真系統設計
來源：互聯網 作者：羅楚江 滕憲斌 楊期江
關鍵字：船舶分油機 虛擬現實技術 仿真
本文針對目前在實船上廣泛使用的Alfa Laval S系列分油機的EPC-50控制系統，設計了船用分油機的三維視景仿真系統。
船舶分油機是船舶動力系統不可或缺的重要設備之一，其作用是對船舶主機和輔機等設備的燃油和滑油進行分離凈化，其仿真系統的研發有助于輪機模擬器的發展。采用的是以PLC作為控制器，雖然PLC工作穩定可靠，但價格相對貴，增加生產成本。采用單片機作為主控芯片，單片機存在處理速度慢，資源有限等缺點，增加電路的復雜性，也不能夠搭載嵌入式實時操作系統，不能很好的對船舶分油機系統進行仿真模擬。雖然采用了32位嵌入式芯片，但是在軟件的仿真上，采用了二維操作界面，不能真實模擬船舶分油機的狀態。采用虛擬現實技術，制作了船舶分油機的虛擬拆裝3D互系統，但缺乏分油機的管理操作訓練。針對以上問題，本文采用32位嵌入式芯片STM32作為主控芯片，該主控芯片基于ARM Cortex-M4內核，內嵌1M Flash和192KB RAM，并且可以達到168MHz的運行速度，可以輕松運行嵌入式實時操作系統。控制板的軟件設計方面，通過uCOS-II操作系統和以太網通信，實現實時與上位機的交互。采用C#語言，搭建船舶分油機系統的數學模型，并基于3ds MAX和Unity3D平臺，搭建三維上位機操作軟件，將虛擬現實技術引入到船舶分油機模擬器中，建立一個高度逼真的多模式訓練系統，具有很強的沉浸感，從而給學員帶來真實的培訓體驗。
1 系統總體設計
船舶分油機模擬系統是通過數學建模的方法，結合實物控制箱，將實際船舶上的分油機進行仿真的一套系統，船舶分油機模擬系統結構圖如圖1所示。
展開 船舶噪聲仿真分析
船舶噪聲來源主要有三個，分別是艙室噪聲、水下輻射噪聲以及自噪聲，分別介紹如下：
01
艙室噪聲
艙室噪聲是由船舶的結構噪聲和空氣噪聲共同引起的。除空氣聲源艙室和鄰近艙室中的艙室噪聲主要由空氣噪聲決定外，其它艙室的艙室噪聲主要由結構噪聲決定。
02
水下輻射噪聲
船舶在海上航行時引起的水下輻射噪聲，主要由機械設備振動產生的水下噪聲、螺旋槳噪聲、螺旋槳脈動壓力作用在艉部結構產生的水下噪聲和水動力噪聲組成。
03
自噪聲
自噪聲是指聲納接收換能器所接收到的其載體產生的噪聲和聲納設備本身產生噪聲的總和。
目前噪聲仿真分析技術已擁有聲振耦合分析功能，適用于仿真計算船體設備的振動引起的聲輻射、水下艦艇的聲輻射、阻尼與隔振等問題，并可以通過合理地優化船舶總體結構與各部件，達到減振降噪的目的。圖中是水下某艦艇聲輻射仿真分析應用示例。
展開 基于Icepak的船舶儲能電池散熱特性仿真分析
摘 要：目前全電船舶儲能系統主要由鋰電池構成，對其進行合理的熱設計是保證儲能系統安全可靠運行的關鍵。以某型船用儲能電池包為研究對象，分別設計其風冷和水冷散熱系統，基于Icepak軟件進行兩類冷卻系統的散熱特性仿真及評估。通過改變風冷散熱系統的入口風速、風扇半徑、風扇數量，以及液冷散熱系統的冷卻液流速、冷卻液入口溫度等參數，對比分析參數變化對系統散熱效果的影響，為全電船舶儲能系統散熱方案的選取和散熱系統的設計提供依據。
關鍵詞：儲能電池包;風冷散熱系統;液冷散熱系統;溫度分布;參數影響;
1 引言
隨著各國對航運節能減排的高度重視，一些新技術、新理念被應用到了船舶的設計、建造和運營當中。全電船舶作為其中極具代表性和發展潛力的技術之一，被認為是構建未來綠色航運體系的重要一環[1]。全電船舶可看作是“移動的微電網”,而儲能系統則是其微電網的重要組成部分，承擔著平抑負荷波動，改善電能質量的任務，可為船舶安全可靠的運行提供重要保障[2]。
目前，全電船舶的儲能系統以電池儲能為主，磷酸鐵鋰電池因其具有較高的安全性和較長的循環使用壽命，成為儲能電池的首選。由于鋰離子電池自身的特性，其在正常充放電過程中會產生熱量，導致電池溫度升高。而全電船舶的儲能系統則是由大量的單體電池通過串并聯的方式構成，加之船上空間狹小緊湊、相對封閉，這給儲能電池的散熱帶來了巨大挑戰。若不能采取有效的散熱措施，不僅影響儲能電池的工作性能和使用壽命，更有可能會引發電池熱失控，導致船舶失火等事故的發生，嚴重影響船舶航行安全[3]。因此，對儲能電池進行熱管理，分析其在不同散熱方式下的熱特性，以選取合適的冷卻方案，確保電池工作在合適的溫度區間，對保證船舶儲能系統安全可靠運行具有重要意義。
考慮到船舶運行環境的復雜性和設備運行的可靠性，在船舶電氣設備的熱設計中主要采用風冷散熱和液冷散熱。
展開 船舶航向控制器設計與仿真
來源：互聯網 作者：馮嘉儀 劉教瑜 黃珍
關鍵字：船舶 船舶航向控制器 PID算法 MATLAB
詳細論述了船舶航向控制器的設計與仿真。首先，在MATLAB的Simulink環境中構建船舶航向控制系統的仿真模型，然后通過仿真分析來確定航向控制器的關鍵參數，最后進行調試。
1 船舶航向控制系統簡介
船舶航向運動控制系統由航向給定環節、航向檢測環節、給定航向與實際航向比較環節、控制器、執行機構——舵、調節對象——船等組成。航向控制問題包含兩個方面：航向保持和航向機動性。為了到達目的地和減少燃料的消耗，總是力求使船舶以一定的速度作直線航行，這就是船舶的航向保持問題，即航向穩定性問題：而當在預定的航線上發現障礙物或其它船舶時，或者在有限航道內航行，必須及時改變航速和航向，這就是船舶航行的機動性問題。這兩個方面是衡量一艘船舶操縱性好壞的標志，操縱性直接關系到船舶的使用效能和安全性。因此，船舶航向控制主要分航向保持與航向改變兩種模式。當船舶處于某個設定航線航行時，即航向保持問題；當設定航向發生改變時，船舶需要打舵回轉，即船舶跟蹤問題，前者是船舶在受到各種擾動時以最小的控制力保持在設定航向上，后者希望以最小的超調迅速準確地跟蹤新的設定航向。本文主要研究船舶航向保持問題。
船舶在運動過程中，指令航向由指揮人員給定，船舶的實際航向一般由羅經來測量，在受到外界干擾的情況下，會使船舶偏航，羅經所測得的實際航向與給定的航向進行比較，得出航向誤差信號，該信號送到自動舵系統中，自動舵系統根據所規定的控制規律進行計算，得出一個舵角指令，在舵機的作用下，將舵轉到所需的角度，使船舶修正航向，反復進行測量，直到實際航向與給定航向相一致，自動舵系統輸出零舵角指令信號，船舶按照指令航向進行航向。
展開 
用Simufact.welding做焊接仿真 - 一個汽車零部件的焊接過程
今天的案例，是一個用Simufact.welding完成的焊接仿真的例子，是汽車零部件的某一段，如下圖所示：
模型的設置如下圖所示，總共四條焊縫，頂蓋與上下片之間的圓形焊縫，分成了兩個半圓，分別從一段焊至半圓的另一端，然后再將上片與下片的兩側連接處進行焊接。
值得一提的是，該模型的網格細節。在三部分（頂蓋，上片和下片）接觸處的網格節點都是自由劃分的，在Hypermesh中完成該網格的劃分只需要幾個簡單的步驟。導入之后，設置一個網格尺寸，就可以進行thin solid的總體六面體網格自動劃分，五分鐘內完成。最后分別導出成網格文件，導入進Simufact.welding中。而對于四條焊縫的網格，則是在Simufact.welding中自動生成的。
眾所周知，網格對于有限元計算是至關重要的，不僅關系到結果的精確度，更直接的會導致計算是否收斂，能否正常結束的問題。所以，在焊接計算中，往往前處理劃分網格、焊接的設置及夾具的添加等等會占用很多時間。而Simufact.welding軟件的兩個優勢，一個是網格不需要節點匹配，另一個是焊接網格的自動生成，能夠極大地提高前處理所占用的時間，具有很明顯的應用價值。
在完成所有的前處理工作后，如下圖所示，這里我就不重復軟件操作的過程了，大家對軟件操作有疑問的可以參考我發的另一個關于基礎操作教程的帖子。
在計算中，開啟網格自動的細化和粗化。
在Intel Core i7處理器上采用兩個核并行計算，計算總時間為1h20min（設置好之后提交電腦進行計算，然后看一集電視劇的功夫就可以回來看結果啦~ ）。如下圖的溫度和變形的結果：
變形的結果中，顯示了夾具的作用力的方向。及焊接完成后，有一段的自由冷卻時間，將夾具等邊界條件進行卸載，查看自由狀態下的變形情況。
展開 設計仿真 | MSC Apex 如何快速改造FPSO船舶？
BACKGROUND
項
目
背
景
在工程咨詢領域，工程師們經常會遇到在很短的時間內需要完成一些非常困難的、幾乎不可能完成的工作，因為客戶想快速得到答案，工程師們必須在客戶預期之內提供答案，這些來自客戶方的需求，讓工程師的壓力非常大。
這就是位于英國諾斯威奇DOCAN公司的工程師們的生活，他們專門從事能源行業大型結構的設計和分析。最近，DOCAN的工程師負責驗證FPSO裝置（浮式生產儲卸油裝置）的改造，因為運營商希望在FPSO的一個模塊中安裝新的甲板貫穿件，但他們需要確認與最初驗證的設計相比，最新的設計變更將具有足夠的結構能力。
圖：FPSO的典型示例。
CHALLENGE
挑
戰
FPSO分析任務的起點不是CAD幾何結構，而是一個“孤立”的網格模型，即只有Nastran的.BDF文件
展開 設計仿真 | Simufact焊接工藝仿真變形精確預測汽車結構
，與實際掃描結果對比，仿真結果與實際結果一致性較好，驗證了Simufact welding焊接變形仿真分析的可靠性；
● 通過Simufact welding對白車身側圍外板激光焊接過程的仿真分析，與實際掃描結果對比，仿真結果與實際變形結果對應較好，再次驗證了Simufact welding焊接變形仿真分析的可靠性；
● 通過Simufact welding對焊接工藝過程的仿真，可以對焊接工藝參數、工裝夾具、焊接順序、焊接方向等進行仿真分析，可以對焊接變形、焊接殘余應力、熔池、熱影響區、相組織、溫度場等進行仿真分析，代替或減少物理試錯，節省人力、物力，縮短研發周期，助力焊接工藝開發。
展開 船舶轉向控制系統設計及仿真研究
來源：互聯網 作者：吳琦
關鍵字：船舶運動 PID控制 轉向模型
本文在傳統控制的基礎上對船舶運動控制方法進行的進一步探討與研究，利用PID控制方法對船舶運動的航向進行反饋控制，使其在受風浪等外界環境干擾的情況下，具有良好好的控制效果。
1 課題研究的背景及意義
船舶航向控制系統的可靠性及性能特點直接關系著航行的安全性和經濟性。從20世紀20年代PID控制應用于船舶航向控制以來，經過實踐的不斷積累和無數高科技人才的不斷探索與完善，其已經成為船舶航向控制領域最基本、最經典的方法。
船舶航向控制系統是一個非線性的、外界環境干擾復雜的系統，從理論上很難用一個精確的數學模型來對其進行描述。在一些特殊的場合、航道復雜或者進行避碰操作的時候甚至需要極富經驗的舵手進行人工操作。而較為精確的PID控制經過多年的摸索和完善可以極大程度的從經濟、環保等方面滿足現代船舶航行控制的要求。
2 船舶轉向模型推導
在確定船舶模型的時候采用野本模型的原因主要是因為參數容易換算出深和航速的關系，但是由于二階模型在轉化為狀態空間模型時不便于加上非線性力以及風浪的干擾，于是我們采用野本的三階模型：
此三階模型公式為傳遞函數的形式，為了在將來的仿真過程中更為方便地添加非線性的風、浪等干擾，必須把傳遞函數的形式轉化為擁有三個自由度的狀態空間數學模型式，而轉化后的數學模型參數矩陣為：
將上述的的參數矩陣轉化為標準形式：
其中：
轉化為標準形式后，可以更為方便地加上非線性力和風浪的干擾。
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