SFE-CONCEPT
關(guān)注創(chuàng)建者：清清老韭菜 創(chuàng)建時間：2018-01-31
SFE-CONCEPT的視頻教程
SFE建模實(shí)例詳解
如有更多需求，可查看鏈接《SFE concept從入門到精通》專業(yè)教材，https://www.yqgqt.org.cn/content/post/492a3628-f9d0-4272-8768-386ae7e878f9，此教材更為詳盡，但相應(yīng)價格也更高。 教程使用下圖所示模型，圖文并茂的方式講解該模型建模的全流程，涵蓋軟件界面、幾何建模、屬性、裝配、網(wǎng)格生成與加載。
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SFE-CONCEPT的實(shí)例教程
SFE CONCEPT軟件可以由其參數(shù)化幾何模型自動生成有限元模型，進(jìn)而實(shí)施概念評估。新的有限元模型能根據(jù)每一輪新的設(shè)計(jì)變量自動快速生成。每一輪新的設(shè)計(jì)修改都能快速方便的提交仿真分析運(yùn)算，來評估修改方案對各種重要性能的影響。
SFE CONCEPT的核心理念就是“CAE驅(qū)動設(shè)計(jì)"。它可以幫助實(shí)現(xiàn)大量的拓?fù)涓拍钤O(shè)計(jì)并且對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行各種關(guān)鍵工況下的評估，還可以通過形狀、尺寸和材料的優(yōu)化來平衡車身設(shè)計(jì)。
其主要功能可總結(jié)如下：
a. 快速進(jìn)行汽車結(jié)構(gòu)初步方案設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)初期階段缺乏CAD模型的情況下或在現(xiàn)有CAD/FEM模型的基礎(chǔ)上，采用拓?fù)潋?qū)動的方法快速方便地實(shí)現(xiàn)幾何模型建立和修改。
b. 在所有設(shè)計(jì)級別采用隱式全參數(shù)化描述，通過對模型拓?fù)潢P(guān)系的描述，自動計(jì)算生成所有幾何體，保持幾何和拓?fù)潢P(guān)系的兼容性。
c. 部件之間的裝配采用智能連接技術(shù)，快速實(shí)現(xiàn)對子裝配體，甚至系統(tǒng)級裝配體的建立和修改。
d. 采用獨(dú)特的自動網(wǎng)格劃分算法，根據(jù)幾何模型的變化，實(shí)時產(chǎn)生附帶連接關(guān)系(如鉚接、焊點(diǎn)、焊縫、膠粘、螺栓等)的高質(zhì)量有限元模型。
e. 模塊化結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫，確保了幾何模型和有限元分析模型的可重復(fù)利用性。
f. 能同時對多種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行快速結(jié)構(gòu)拓?fù)洳季峙c優(yōu)化評估，通過對結(jié)構(gòu)形狀、拓?fù)潢P(guān)系、材料、厚度等方面的優(yōu)化來改善結(jié)構(gòu)的重要特性。采用少數(shù)變量控制大量參數(shù)變化的技術(shù)，使得多參數(shù)優(yōu)化后臺自動運(yùn)行變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
g. 可以與眾多結(jié)構(gòu)和優(yōu)化分析軟件相集成，如：ABAQUS，ANSYS，LS—DYNA，NASTRAN等。
2.軟件的特點(diǎn)展示
接下來使用一個小例子展示SFE的基本功能。
a. 首先創(chuàng)建兩個點(diǎn)，進(jìn)而創(chuàng)建一條基線。
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內(nèi)容95%的內(nèi)容為原創(chuàng)，本人自2012年來做了不下10個車型的SFE項(xiàng)目，積累了大量經(jīng)驗(yàn)，這本教材也是這幾年一點(diǎn)點(diǎn)碼字碼出來的，涵蓋了本人的所有SFE技巧。備注：教程更改格式，降低了頁數(shù)，內(nèi)容未變。
內(nèi)容包括：
1.軟件操作篇，其中包含了建模技巧，不單單是操作。我也有一個課程是建模實(shí)例詳解，雖然能夠詳細(xì)的講解建模過程，但是沒有包含相關(guān)的問題處理技巧及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。例如，在車身建模時，如何處理復(fù)雜Map。
2. 模塊化建模篇，詳細(xì)講解了乘用車每個零件的創(chuàng)建流程，白車身裝配流程。創(chuàng)建符合規(guī)范要求的模型。
3.數(shù)據(jù)庫使用篇，詳細(xì)講解了，若是創(chuàng)建模型數(shù)據(jù)庫，相應(yīng)的創(chuàng)建流程及規(guī)范要求。
4.模型結(jié)構(gòu)調(diào)整篇，模型如何進(jìn)行尺寸、形狀、造型調(diào)整方式
5.結(jié)構(gòu)優(yōu)化篇，詳細(xì)講解了，如何在HyperStudy、Isight中創(chuàng)建多目標(biāo)優(yōu)化流程。
全文共17萬余字，900多頁。貨真價實(shí)。目錄詳見文章底部。
內(nèi)容截圖：
目錄
序言... 1
前言... 2
目錄...
展開 比較經(jīng)典和常用的參數(shù)化模型是SFE Concept模型，上述拓?fù)鋬?yōu)化解讀時，解讀的方案可能有多種。如果采用傳統(tǒng)方式，需要重復(fù)修改幾何模型，并重新劃分有限元網(wǎng)格計(jì)算，比較費(fèi)時。為了快速的實(shí)現(xiàn)路徑研究與多方案比較，采用全參數(shù)化SFE Concept 模型。通過建立全參數(shù)化的模型來實(shí)現(xiàn)方案之間的快速變換及零部件的共享，并快速生成有限元模型，從而提高模型的利用率，加快仿真速度。
以某前艙的載荷路徑規(guī)劃與方案研究為例，根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果，可以采用全參數(shù)化SFE Concept 模型根據(jù)載荷路徑規(guī)劃進(jìn)行的多方案設(shè)計(jì)，并且對選定方案的具體截面等尺寸進(jìn)行DoE、參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)等，快速得到優(yōu)化方案。
（圖源于參考文獻(xiàn)）
4.總結(jié)
下圖顯示了使用各優(yōu)化方法后零件的變化
（圖源于參考文獻(xiàn)）
無論哪種優(yōu)化方法，總有其自身的利弊和適合應(yīng)用的場景，工程師在產(chǎn)品開發(fā)過程中，需要結(jié)合產(chǎn)品開發(fā)所在的階段以及所需解決的問題，選擇合適的優(yōu)化方法，支持產(chǎn)品的優(yōu)化和開發(fā)。
盡管隨著理論和軟件應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，各種優(yōu)化方法和高效便捷的軟件會層出不窮，但對每個工程師而言，經(jīng)驗(yàn)的積累，以及識別問題和解決問題的能力是最重要的。
參考文獻(xiàn)：
[1] 張肖剛, 傅曉錦. 基于SIMP理論的鞍座支架拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程, 56(10):105-108.
[2]JUNGBernice, YANG Charles, XU Simon.
展開 上一帖子講述了在同一個模型上，如何實(shí)現(xiàn)鈑金連接，接下來演示兩個不同的零件如何進(jìn)行連接，這里用到的功能是Map，準(zhǔn)備工作是建好模型，附好屬性、焊接邊屬性。
首先建立一個下圖所示的模型。
附好屬性及焊接邊屬性，需要注意焊接邊屬性的方向需要與焊接的方向一致
此時生成網(wǎng)格，兩者并沒有產(chǎn)生連接
接下來需要進(jìn)行Map操作，選擇Map的對象：上方零件的兩個焊接邊，選擇Map的目標(biāo)：下方整個平面。選擇Map的方向，指向下方的平面，最后點(diǎn)擊Create完成
可以查看Map后的效果，焊接邊與平面貼合在一起，顏色也發(fā)生了變化，這種顏色顯示此處有兩層鈑金。
最后生成網(wǎng)格檢查效果，可以發(fā)現(xiàn)，兩個模型產(chǎn)生了焊點(diǎn)連接。
對于結(jié)構(gòu)形狀的改變，SFE及HypeMorph都可以勝任，各有優(yōu)劣。
1.變形質(zhì)量：SFE自帶的有限元網(wǎng)格自動重新劃分功能，保證了變形后的網(wǎng)格不會出現(xiàn)畸形；HyperMorh只能在現(xiàn)有的網(wǎng)格上變形，無法重新劃分，需要有充足的緩沖空間
2.難易程度：SFE必須有SFE模型為基礎(chǔ)，而HyperMorph可以直接在現(xiàn)有的網(wǎng)格上處理，一定程度上更實(shí)用
3.結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面：SFE的網(wǎng)格自動劃分，使變形質(zhì)量高，計(jì)算結(jié)果也更精確，需要結(jié)合Isight或者HyperStudy進(jìn)行集成優(yōu)化；HyperMorph雖然質(zhì)量差一些，但是在白車身剛度、模態(tài)方面，仍然滿足要求，結(jié)合Optistruct的截面優(yōu)化，可以快速的進(jìn)行靈敏度分析、優(yōu)化。
4.時間方面：SFE模型優(yōu)化(按單臺服務(wù)器計(jì)算)，幾百的樣本點(diǎn)估計(jì)用時5個晝夜，Optistruct僅需要1個小時。
接下來用兩種方式實(shí)現(xiàn)橫梁平移、截面縮放
1.SFE通過平移橫梁的基點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)整體的移動，可以大范圍的變形
HyperMorph需要定義變形體，實(shí)現(xiàn)平移的功能
2.通過SFE進(jìn)行截面變形有兩種方式：截面縮放、基截面形狀改變
使用HyperMorph需要根據(jù)變形的不同定義不同的變形體
展開 
SFE-CONCEPT的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
SFE-CONCEPT的最新內(nèi)容
概念階段SFE參數(shù)化建模
概念階段常用的分析手段為基于隱式參數(shù)化建模工具SFE Concept進(jìn)行參數(shù)化模型搭建和性能優(yōu)化。該方法基于主要斷面、發(fā)罩與車身分縫、造型及總布置數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)動機(jī)罩模型搭建。根據(jù)布置等需求，挑選內(nèi)板傾斜角度、加強(qiáng)筋間距、寬度等作為參數(shù)化研究的對象。
比較經(jīng)典和常用的參數(shù)化模型是SFE Concept模型，上述拓?fù)鋬?yōu)化解讀時，解讀的方案可能有多種。如果采用傳統(tǒng)方式，需要重復(fù)修改幾何模型，并重新劃分有限元網(wǎng)格計(jì)算，比較費(fèi)時。為了快速的實(shí)現(xiàn)路徑研究與多方案比較，采用全參數(shù)化SFE Concept 模型。通過建立全參數(shù)化的模型來實(shí)現(xiàn)方案之間的快速變換及零部件的共享，并快速生成有限元模型，從而提高模型的利用率，加快仿真速度。
《SFE concept從入門到精通》專業(yè)教材打印版，行業(yè)內(nèi)絕對最詳盡的教材，定價￥2500元。請私信本人。
內(nèi)容95%的內(nèi)容為原創(chuàng)，本人自2012年來做了不下10個車型的SFE項(xiàng)目，積累了大量經(jīng)驗(yàn)，這本教材也是這幾年一點(diǎn)點(diǎn)碼字碼出來的，涵蓋了本人的所有SFE技巧。備注：教程更改格式，降低了頁數(shù)，內(nèi)容未變。
內(nèi)容包括：
1.軟件操作篇，其中包含了建模技巧，不單單是操作。
SFE批處理文件：
C：\SFE\CONCEPT\v4.5.0.1\bin\concept.cmd SFE.con
計(jì)算批處理文件(Nastran為例)：
C：\MSC.Software\MSC_Nastran\20140\bin\nastran.exe SFE.bdf
4.1.2 基本流程創(chuàng)建
4.1.2.1 新建Isight
對于結(jié)構(gòu)形狀的改變，SFE及HypeMorph都可以勝任，各有優(yōu)劣。
1.變形質(zhì)量：SFE自帶的有限元網(wǎng)格自動重新劃分功能，保證了變形后的網(wǎng)格不會出現(xiàn)畸形；HyperMorh只能在現(xiàn)有的網(wǎng)格上變形，無法重新劃分，需要有充足的緩沖空間
2.難易程度：SFE必須有SFE模型為基礎(chǔ)，而HyperMorph可以直接在現(xiàn)有的網(wǎng)格上處理，一定程度上更實(shí)用
3.結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面：SFE的網(wǎng)格自動劃分，使變形質(zhì)量高
SFE中的點(diǎn)分為主點(diǎn)與從點(diǎn)，主點(diǎn)之間相互獨(dú)立，主點(diǎn)與從點(diǎn)之間有所關(guān)聯(lián)，下面建立兩個主點(diǎn)-主點(diǎn)、主點(diǎn)-從點(diǎn)的梁進(jìn)行演示。
將從點(diǎn)與主點(diǎn)沿Y負(fù)向偏移50mm，兩個梁發(fā)生相似的變形
將兩個梁的主點(diǎn)，沿著X正向偏移50mm，帶有從點(diǎn)的梁發(fā)生整體平移，而另一個梁被壓縮
將兩個梁的的主點(diǎn)沿著Y負(fù)向偏移50mm，帶有從點(diǎn)的梁發(fā)生整體平移，而另一個梁傾斜
以上操作說明
SFE可以自動生成焊點(diǎn)，同時也可以對連接的焊層進(jìn)行控制。接下來用一個四層焊的板進(jìn)行演示。包含的板如下圖所示。
1.首先認(rèn)識一下焊層的代號，1/2/3/4分別代表了SFE中的a/b/c/d，代表了四層，其中a=2、b=3、c=4、d=5，對應(yīng)的順序與定義多層焊邊時的方向有關(guān)。
2.定義一個焊點(diǎn)屬性，默認(rèn)焊層為abc；cde，相當(dāng)于按一定間隔，分別連接abc和cde
前期設(shè)計(jì)中，一般只有簡單的幾何數(shù)據(jù)，焊點(diǎn)數(shù)據(jù)沒有或者不全，這時需要SFE自動生成焊點(diǎn)。建立模型，使用默認(rèn)的40mm間距的焊點(diǎn)生成模型。
1.可以新建一個不同間距的焊點(diǎn)屬性，此處為20mm，生成網(wǎng)格，焊點(diǎn)自動更新
2.創(chuàng)建結(jié)構(gòu)膠，對于車體、頂蓋區(qū)域、玻璃，需要不同的膠。可以創(chuàng)建不同的粘膠類型。此處創(chuàng)建了一種結(jié)構(gòu)膠用于演示。
上一帖子講述了在同一個模型上，如何實(shí)現(xiàn)鈑金連接，接下來演示兩個不同的零件如何進(jìn)行連接，這里用到的功能是Map，準(zhǔn)備工作是建好模型，附好屬性、焊接邊屬性。
首先建立一個下圖所示的模型。
附好屬性及焊接邊屬性，需要注意焊接邊屬性的方向需要與焊接的方向一致
此時生成網(wǎng)格，兩者并沒有產(chǎn)生連接
接下來需要進(jìn)行Map操作，選擇Map的對象：上方零件的兩個焊接邊
接下來將演示如何實(shí)現(xiàn)零件分塊實(shí)現(xiàn)焊接，如下圖所示的情況，在實(shí)際中是非常常見的。
首先建一個梁，對于上圖的情形，只要建一個梁即可。
給梁賦予屬性及焊接邊屬性(忽略了賦予過程及焊點(diǎn)屬性創(chuàng)建過程)，生成網(wǎng)格檢查效果。
接下來開始實(shí)現(xiàn)鈑金搭接的操作。
1.在梁上插入兩個截面，對分割的區(qū)域賦予新加的屬性
2.主要的問題是定義焊接邊屬性
