Simcenter Testlab的案例
從 “數據采集” 到 “性能躍遷”：
Simcenter LMS 如何用振動噪聲試驗，激活高端裝備核心競爭力？
為凸顯LMS振動噪聲試驗解決方案（Simcenter Testlab & Simcenter SCADAS）的價值，我將先點明振動噪聲試驗對高端制造的重要性，再從軟硬件協同的功能、相較傳統方案的優勢，以及在核心行業的應用展開，展現其專業性能。
在汽車、航空航天、工程機械等高端制造領域，振動噪聲（NVH）性能直接決定產品可靠性與用戶體驗，高效精準的試驗方案成為企業研發的核心支撐。西門子Simcenter推出的LMS振動噪聲試驗解決方案，憑借Simcenter Testlab軟件與Simcenter SCADAS硬件的深度協同，構建起覆蓋試驗全流程的一體化技術體系。
功能上，該方案實現“采集-分析-應用”無縫銜接。Simcenter SCADAS作為高精度數據采集硬件，具備多通道同步采集能力，可在高溫、強電磁干擾等復雜工況下，穩定捕獲振動、聲學、應變等數據，采樣率與動態范圍滿足嚴苛行業標準；Simcenter Testlab軟件則集成模態分析、聲學映射、振動疲勞評估等專業模塊，支持試驗流程自動化編程，能快速完成數據預處理、深度分析與定制化報告生成，大幅減少人工干預。
相較于傳統分散式方案，其優勢顯著：軟硬件協同優化，無需額外適配即可實現數據實時交互，降低系統延遲與數據損耗；自動化流程可將單次測試周期縮短30%以上，且內置ISO、SAE等行業標準算法庫，保障分析結果的一致性與可信度；同時支持實驗室固定測試與現場移動測試場景切換，靈活性極強。 行業應用中，該方案表現突出。汽車領域，可支撐整車NVH性能標定、動力總成振動溯源，解決行駛噪音、怠速抖動等痛點；航空航天領域，高可靠性滿足發動機試車振動監測、機身結構聲學驗證需求；工程機械領域，能應對液壓系統振動分析、駕駛室降噪優化等復雜任務，為高端裝備研發提供數據驅動保障。
展開 Siemens Simcenter Test lab (原LMS Test.Lab) 18 振動噪聲
Siemens Simcenter Test lab (原LMS Test.Lab) 18 振動噪聲測試
西門子Simcenter TestLab（原LMS Test.Lab，LMS旗下系列軟件在2013年1月份由西門子收購） - 對于任何一個復雜的工程系統的振動噪聲測試，結合數據采集，加工，檢測，分析和報告功能的完整解決方案。 Simcenter Testlab解決方案尤其包括：
Simcenter Testlab結構 - 用于模態測試如在單點和多點激勵，以確定（阻尼系數和廣義質量的固有頻率和振型，）他們自己的產品振蕩的特性完美的解決方案;
Simcenter Testlab旋轉機械 - 一套完整的振動噪聲測試可以可靠地確定的旋轉或往復移動設備的設計工況下的動態特性的工具;
Simcenter Testlab聲學 - 提供專業的聲學測試一套功能強大的集成工具。所有程序 - 由來自麥克風，可與數碼設備的接口信號的協調，以登記聲功率級，在聲音質量標準實時調試倍頻程分析 - 國際標準和工程實踐相一致;
Simcenter Testlab環境 - 復雜的工程解決方案在振動測試領域的隨機，沖擊，正弦和組合的激勵來實踐實驗室實際使用的產品模式。復提供鑒定測試產品和它們的振動，vibrotermostoykost的主要成分，并使用反饋控制，數據采集和處理控制系統的可靠性。
2、噪聲振動模擬仿真ESI.VAOne.2015.0.Win64 1DVD
ESI VA One 2015.0是一款全頻段振動噪聲模擬軟件，為振動噪聲系列問題提供了最領先、最完善的解決方案。
展開 解密Autopower
不同的幅值格式
在Simcenter Testlab中，幅值有三種不同的格式，分別是RMS、Peak及Peak-to-Peak，如圖13所示。
圖13
如圖14的正弦信號，如幅值是5，那么Peak等于幅值等于5，RMS等于幅值乘以0.707等于3.5，Peak-to-Peak等于2倍幅值等于10。
圖14
不同函數不同幅值格式的輸出結果總結如圖15所示。
圖15
兩個信號比較時，不僅要設置為相同函數，還要把幅值格式設置為一致。
Simcenter Testlab軟件操作
在Simcenter Testlab圖形顯示界面，可以很方便的切換幅值格式，如圖16所示。
展開 白皮書：重型裝備的耐久性和結構完整性
Simcenter 的數據采集
現場采集數據給重型裝備 OEM 帶來了諸多挑戰。其解決辦法是使用先進的數據采集系統，該系統應該非常高效且經過優化，可以大幅減輕工程師和操作員的工作負擔。使用 Simcenter SCADAS RS 確定數據采集硬件系統之后，就可以采用基于個人電腦的軟件解決方案（例如適用于測試工程的集成式解決方案 Simcenter Testlab）連接到硬件。通過 Simcenter RS Recorder 應用程序靈活訪問系統，可以使用任何設備（如個人電腦、平板電腦和手機等）在無線模式下采集和上傳數據。該智能操作系統可以自動管理自身，所以操作員可以專注于駕駛設備。
用于耐久性預測的 CAE 仿真
結構分析是仿真的起點。在對某個組裝件進行測試時，該 3D 仿真解決方案會將計算機輔助設計 (CAD) 和 CAE 工具關聯起來。仿真測試可用于開展虛擬測試，即開展在重型裝備常見物理場景中難以實現的測試。西門子的 Simcenter 3D 為重型裝備制造商進行 3D 仿真提供了全面的完全集成式 CAE 解決方案。
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展開 
試驗那點事之卅二：溫度測試
MicroTC和DB8或VB8如何接線
MicroTC
DB8或VB8
線色
V+
針腳1供電正
白
S+
針腳3信號正
灰
G
屏蔽
針腳4信號負
黑
粉
V-(僅類型D)
針腳6供電負
棕
Simcenter Testlab軟件通道設置
MicroTC類型
Testlab通道設置
供電電壓
溫度線性范圍
溫度測試范圍
S
Active Sensor Differential
14V
5-400°C
5-1360°C
D
Sensor with Excitation Differential
10V
-50-400°C
-200-800°C
如果溫度測試范圍落在溫度線性范圍之內，可以直接使用5mV/°C作為靈敏度，測試物理量選擇溫度，測試結果直接就是我們需要的溫度。
展開 多工況下發動機振動噪聲研究
此次試驗采用的是德國西門子公司生產的LMS SCADAS MobileSCM05 多通道噪聲振動測試系統，該系統由LMSSCADAS Mobile SCM05 數據采集前端、SimcenterTestlab 18 測試分析軟件、Simcenter Testlab 18 模擬合成軟件及相應的聲學和振動傳感器組成。該系統與其他同類產品相比，所測量的振動和噪聲信號精確度更高，故測量數據精確可靠。所使用的聲學傳感器的靈敏度為50 mV/Pa。LMS SCADAS Mobile SCM05 數據采集前端可以記錄包括數字以及音頻數據、振動信號和加速度信號在內的多種數據。所采集的聲音和振動信號由相應的多通道分析系統進行分析和處理。
一般而言，加速度傳感器和聲學傳感器布置在能夠充分反映被測對象信息的地方，測點不應布置在阻尼部件上，應該盡可能與直接傳遞路徑相重合; 測點位置應易于傳感器的安裝與測試; 三向加速度傳感器的方向應與發動機激勵力的方向一致。X 向是沿著發動機轉軸的方向; Y 向是平行于地面的平面上，垂直于X 軸的方向; Z 向是垂直于地面的方向。
圖1 所示為建立的臺架示意，采用4189 型1. 27cm ( 1 /2 英寸) 自由場傳聲器和356A32 型三軸加速度傳感器測試噪聲和振動信號。
( 2) 試驗對象
被測試內燃機的技術參數見表1。
1. 2 試驗測試工況與測點布置方法
( 1) 試驗測試工況
此實驗在實驗室進行，內燃機產生的廢氣將通過排氣管引出室外。由于此內燃機采用的是水冷方式且沒有安裝空氣濾清器，所以在測量噪聲時將不考慮排氣噪聲，只采集了內燃機表面的噪聲。當內燃機在試驗臺架上開始運轉時，其油溫和水溫將上升為常規的工作溫度，用試驗臺架將內燃機轉速穩定在設置好的工況下進行測試。
展開 2019 Simcenter 汽車NVH&模態測試及疲勞技術專題
面對這些挑戰，Simcenter恰逢其時地為汽車工程師提供了相關的解決方案。在汽車NVH、操縱穩定性、空氣動力學、耐久性等測試領域，Simcenter物理測試解決方案不斷堅持創新，利用其強大的測試軟件及測試硬件系統，并通過與Simcenter系統仿真和CAE仿真技術相輔相成，實現了為仿真設計的早期工程提供可靠的試驗輸入，為提高仿真模型的精度和工作效率提供重要的數據支持。Simcenter物理測試解決方案可以幫助企業創建切實有效的數字化雙胞胎，并在預測性工程分析領域扮演著重要角色。
Simcenter測試技術周
從汽車整車測試過程中的實際應用出發，為實際用戶提供一個進階學習汽車測試技術的平臺。2019年Simcenter測試技術周以NVH高級模態以及疲勞耐久性兩個專業課題為主題，安排了為期4天的專業研討會及高級培訓，內容涉及車輛振動與噪聲控制實驗室車輛高級模態測試的理論講解與實踐操作，以及和車輛品牌價值相關的疲勞耐久性的仿真、測試及工程應用解決方案，給大家展示真實世界的載荷評估方法、焊接及振動的仿真技術，從試驗場載荷到臺架的疲勞耐久性測試循環等精彩專題。
展開 滾動軸承故障振動處理方法
在Simcenter Testlab軟件中定義的峭度不是直接的峭度值，而是超出的峭度值（Kurtosis(excess)），即
以上的四個時域統計參數中，峭度和峰值因子是無量綱參數。除了峭度、波峰因子以外，無量綱的時域波形評定指標還有：
無量綱波形評定指標的優點是不受軸承尺寸、轉速、負荷以及振動信號大小的影響。多數情況下，這幾種無量綱指標的診斷能力，按由大到小順序排列，依此為：峭度，裕度因子，脈沖因子，峰值因子，波形因子。
除了這些參數之外，還可用概率密度來反映軸承故障。通過對比正常軸承與有故障的齒輪的概率密度來判斷。
3
頻域方法
對于頻譜分析，除了將頻譜中的頻率成分與理論計算得到的軸承故障特征頻率進行對比確定故障原因之外，還可對各個頻率成分的幅值進行趨勢分析，從而確定各個頻率對應的振動能量的變化趨勢。
在各個譜函數中，功率譜是最能反映振動能量的，因此，對于軸承的頻域分析，通常是計算功率譜。對于頻域分析而言，通常先獲得狀態良好的滾動軸承的功率譜作為基準頻譜，然后對比基準頻譜與實測頻譜，使用二者的差值來表明機械狀態的改變。對于滾動軸承而言，頻譜的高頻段幅值通常會變化明顯，這是由于結構的共振引起的。在與基準頻譜進行對比時，如果譜線的幅值增加6~8dB，會視為改變大；如果變化20dB會視為嚴重。
使用頻譜進行振動趨勢對比時，如果頻率軸使用線性方式顯示，那么，由于軸旋轉速度的波動導致對應的頻率成分在頻譜圖中同樣出現波動。軸轉速即使改變非常小，也能引起譜線峰值位置移動，從而導致幅值差異明顯給出錯誤的故障警告信息。而使用對數方式顯示時，則對轉速波動引起的譜線移動不敏感，可以克服這個問題。
展開 航天航空資料合集（面向設計與仿真）
這其中主要包括但不僅限于：面向機電液多學科設計的NX，多學科仿真分析試驗解決方案Simcenter的軟件產品組合（從工程設計角度而言，Simcenter應有盡有，譬如Simcenter Testlab、Simcenter Amesim、Simcenter 3D、Simcenter Nastran、Femap、Simcenter STAR-CCM+、HEEDS等等），以及支撐產品全生命周期業務協同的產品數據管理平臺解決方案Teamcenter等等。
這里僅對諸多成功案例進行管中窺豹式的速覽，從結構、空氣動力學、系統性能、熱管理到驗證和認證管理的角度，來看數字化雙胞胎技術是如何打破創新壁壘，加快航空產品開發過程的。
· 結構強度性能工程：吉凱恩航宇福克起落架公司應用 Simcenter Amesim和Simcenter 3D Motion設計了安全可靠的起落架，并使流程節省了30%的時間。上海航空器適航審定中心（SAACC）通過使用Simcenter成功確立了C919起落架系統的剛柔多體動力學仿真模型，幫助認證專家改進分析確認和適航審定效率。
· 空氣動力性能工程：皮拉圖斯 PC-24團隊，得益于Simcenter工具的支持，成功創建了業內第一個精確的數字化雙胞胎，實現了并行開發，使新開發的 PC-24 在歷史最短時間內飛上藍天。
· 系統性能工程：空客直升機使用 Simcenter Amesim和Simcenter工程設計對液壓、燃料和電氣子系統，實現了實時仿真，大幅減少了設計時間、原型成本和測試時間。西門子電動飛機項目團隊則通過Simcenter產品組合，構建了數字雙胞胎和物理測試，快速實現了電動飛機的開發。
展開 小波/時頻分析.
圖10
在Simcenter Testlab中如何進行小波分析？
按照Tools → Add-ins路徑加入Time-Variant Frequency Analysis插件，如圖11所示。
圖11
在Time Data Selection界面，讀入待分析的信號，選擇要分析信號段，點擊“Use Segment for Processing”按鈕，如圖12所示。
圖12
接下來有兩種方法計算小波分析。
方法一
在Time Frequency Analysis界面按照如圖13所示1、2和3步驟進行小波分析。
