建模的案例
基于聯合建模的空心足球建模方法介紹及足球跌落仿真簡單示例
因此，本文深思了足球背后的幾何原理后，得出了一種其表面圖案建模的便捷方法，并利用ANSYS WORKBENCH LSDYNA軟件對足球跌落進行了趣味性的有限元分析，得出空心足球撞擊過程中整體表現出脆性、局部表現為回彈。本文仿真案例靈感來源生活，可供UG建模、ANSYS LSDYNA、WORKBENCH LSDYNA軟件建模分析方法參考。
圖1-1足球表面優美的多邊形空間曲面
2幾何建模
2.1本質
足球表面是由曲面正六面形、曲面正五邊形不斷在空間內按一定角度和位移相接形成的球體。
2.2建模分析樹
建模過程如圖2-1所示，建模難點在于空間正五面體和正六面體的建模，由于五邊形和六邊形是同在一個球形曲面上，故需要通過建立不同角度的相交曲線來確定鏡像中心，以此確定陣列點，除此之外UG中對于坐標系的轉化對于模型建立非常方便，對于復雜模型建立較為便利，同時球面上不同單元的倒角加厚連接建模遠遠優于ANSYS建模環境。足球建模完成后導入ANSYS19.0中的WORKBENCH LSDYNA模塊，需要對足球part進行進一步處理，在ANSYS環境下的足球模型如圖2-2所示。此處只是梳理建模脈絡，建模動畫見圖2-3。
圖2-1建模分析樹
圖2-2完成的足球模型
圖2-3球體建模動畫
3跌落分析
3.1足球跌落系統建模
足球跌落分析中，用遠大于足球尺寸的薄板來模擬無限大地面，地面的建立在DM中完成，地面尺寸50×50×0.5m3（長×寬×高），同時設定跌落高度5m。足球材質為橡膠，不發生旋轉，不具備初始速度，僅僅依靠自重做自由落體運動。地面設為剛體，材質為花崗巖材質。足球跌落系統建模如圖3-1所示。
展開 MBSE建模語言：基于OPM的概念建模語言研究
對建模語言的改進需要體現在建模軟件工具中, 并與建模方法共同促進MBSE實踐 . 面向對象方法是應對系統復雜性的有效建模方法. 但當前OPL尚不支持封裝, 這限制了它按照面向對象方法建模. 論文未涉及該問題, 這將是研究和進一步改進OPL值得探索的方向.
后記
當前版本的對象過程語言（ISO/PAS 19450：2015)已經非常強大，足以支持我們做很多工作，比如作為MBSE核心的架構定義及架構建模等工作。繼續完善對象過程語言，將更充分地發揮它的巨大潛力，更有力地推動MBSE向前發展。
另外，永遠不要忘記領域知識不可替代的重要作用。假如缺乏必要的領域知識，語言、方法和工具都無法發揮任何作用。
文章來源：對象過程方法
展開 系統工程大講堂——實施MBSE，如何選擇建模工具？MBSE建模平臺的選擇和使用
圖2 MBSE實施四要素[3]
圖3 建模工具三要素[4]
我們選取MBSE實施過程中的一項重要工作（圖2）——建模工具的選擇（圖3），來闡述如何將系統工程的方法和過程應用進來。目前市場上MBSE或SysML建模工具眾多（圖4），下面的討論主要涉及項目中使用頻率頭三名、特別是頭兩名的工具。
圖4 MBSE-SysML建模工具在國外項目中的使用頻度[5]
2
MBSE建模工具選擇過程
http://mbse.tools/網站給出了MBSE建模工具選型過程的一般步驟[6]：
1) 確定目標和需求；
2) 定義工具選型評價準則；
3) 為評價指標分配相對權重；
4) 識別候選建模工具；
5) 評測候選建模工具；
6) MBSE建模工具選型決策。
并給出MBSE建模工具常用的評價指標[7]：
1) 易用性Usability
2) 模型繪制功能Functional features: Drawing
3) 模型仿真和執行功能Functional features: Simulation & Execution
4) 符合標準及互操作性Standards Compliance & Interoperability
5) 技術支持和團隊建模協作Technical & Team Modeling Support
6) 綜合考慮軟件功能、質量和價格得出的建模工具價值Value
一些歐美SysML/UML建模專家給出了建模工具評價指標的權重分布（表1）。
展開 MBSE建模語言學習：ARCADIA和SysML方法在自適應巡航控制系統架構建模中的對比
如前一節所述，可以使用SysML活動圖將功能建模為動作/活動，或者將其建模為數據流表示為內部框圖的塊層次結構。
Capella/SMW和SysML的功能分解有本質的不同。在Capella/SMW中，子功能可以在同一視圖中顯示為其所屬功能中的包含，而在SysML中，活動分解是使用單獨的活動圖完成的，這樣兩個級別之間的子功能只能通過其所屬塊委派的接口進行通信。
例如，在圖34（a）中，“保持距離”功能被分解為單獨活動圖中的兩個子功能，通過委托接口管理數據流，而圖34（b）顯示了在Capella/SMW中完成的功能分解。Capella/SMW只允許功能數據流通過子功能。
圖34. 功能分解
4. 實例驅動的建模
Capella/SMW和SysML建模的另一個主要區別是Capella/SMW中實例驅動建模的本質，而不是SysML中的類型驅動建模。SysML內部框圖使用部件屬性的概念來建模系統的內部部件和接口。但是，這些部分必須由在塊定義圖中創建的塊定義來鍵入。定義組件的塊是“類型”，實例化類型的部分是其“實例”或“用法”。但系統工程師不像軟件工程師那樣習慣于首先考慮類型，然后再實例化它們。Capella/SMW則是基于實例建模，其中創建的每個零件都是組件的新實例。如果一個零件需要重用， Capella/SMW提供了可復制元素集合（REC）和副本（RPL）的概念。
例如，考慮一個攝像系統，它有兩個具有不同像素等級的相機組件。SysML對此建模的方法是在SysML中創建一個塊，并通過Camera塊在內部框圖中鍵入部分。Capella/SMW對此建模的方法是首先創建兩個攝像頭組件，然后自動創建對用戶隱藏的部分。如果需要重用一個模型元素或一組元素，可以創建一個REC，該REC可以在給定的上下文中實例化為RPL。
展開 
參數化建模的優點
參數化建模是設計和工程中使用的強大工具，可以精確地創建復雜的設計。這是一個使用數學方程生成可以實時修改和調整的三維模型的過程。參數化建模徹底改變了設計和工程領域，其優點眾多。
參數化建模的起源可以追溯到 20 世紀 60 年代，當時它首次應用于建筑領域。該技術最初用于描述建筑物各個組件之間的關系并自動創建施工文檔。
隨著時間的推移，參數化建模開始應用于工程、產品設計和制造等其他領域，事實證明它是創建復雜設計和優化設計流程的強大工具。如今，參數化建模已成為許多行業的重要組成部分，使設計人員能夠創建高度詳細且可定制的模型，這些模型可以在設計過程的任何階段輕松修改和更新。
在本文中，我們將探討參數化建模的優勢及其在不同行業中的應用。
參數化建模行業的發展
參數化建模是使用可以實時修改和調整的數學方程創建 3D 模型的過程。它廣泛應用于各個行業，包括建筑、產品設計和制造。參數化建模的靈活性和效率使其成為設計師和工程師不可或缺的工具。
算法設計技術的利用不斷獲得動力，為各個行業釋放了新的可能性。計算創意軟件在推動數字創意市場的增長方面發揮著至關重要的作用，涵蓋藝術、制造和工程等領域。
根據市場研究未來 (MRFR) 的報告，基于計算機的創意解決方案的采用正在增加，預計到 2027 年計算創意市場將超過 10 億美元，到 2026 年復合年增長率將達到 25.42% 。
這種增長可歸因于深度學習和機器學習算法的日益普及，以及創意領域、任務自動化以及自動化在增強設計過程中的集成的進步。
參數化建模的優點
設計的靈活性
參數化建模的顯著優勢之一是其設計的靈活性。設計人員可以輕松修改設計，所做的任何更改都可以在整個模型中更新。通過參數化建模，可以在設計過程的任何階段進行更改，而無需從頭開始。
展開 catia曲面建模基礎——鼠標建模！
即可完成鼠標建模。
catia鼠標建模可以熟練使用“曲面填充”命令。也可以熟悉建模思路。積少成多，catia的學習還需不斷地積累。
文章來源：煮魚
Abaqus復合材料殼單元建模—姊妹篇2：layup快捷建模step-by-step
采用商業有限元軟件Abaqus進行復合材料結構建模時，一般有兩種建模方法：常規建模方法和Composite layup快速建模方法，主要差異在創建屬性、賦屬性和指定鋪層坐標系方面，常規建模方法和一般商業軟件類似，將創建材料、創建屬性、賦屬性和指定鋪層坐標系四個步驟分離，通用性較強，尤其是對于包含UMAT/VUMAT子程序開發的復合材料分析模型或者是三維實體單元顯式動力學分析模型，僅支持該類建模方法；Composite layup快速建模方法將創建屬性、賦屬性和指定鋪層坐標系三部分內容集成在一起，可一次性完成設置，效率較高。本文先從最基本的常規建模方法講起。
上一篇已經講解了最基本的常規建模方法，本篇將繼續介紹采用Composite layup實現快速建模，兩篇有明顯差異的地方用紅色字體進行了標注，以利于區分。同樣先介紹復合材料殼單元模型快速建模方式。
第1步：繪制幾何
在Part模塊下繪制幾何，幾何類型為3D-Deformable- Shell，草圖如下：
繪制完草圖后，退出草圖，得到開孔板的幾何模型，如下：
第2步：創建材料
與復合材料殼單元對應的是2D材料模型Lamina，將視圖切換至Property模塊，點擊創建材料按鈕，在跳出窗口中選擇Mechanical→Elasticity→Elastic選項，在材料類型下拉框中選擇Lamina，如下圖所示。
表格中的6個數據分別為縱向（沿纖維方向）彈性模量、橫向（垂直于纖維方向）彈性模量、面內泊松比以及三個方向的剪切模量。與其他商業有限元軟件不同的是，即使是對于二維材料模型，仍然需要輸入面外的剪切模量G13和G23，這兩項數據是用于定義殼的橫向剪切行為。
一個復合材料分析模型中可以包含多種材料模型，例如不同的鋪層采用不同的材料。
展開 對系統建模（MBSE）語言的理解
2 系統建模語言、方法、工具
要對系統進行建模（例如功能建模、架構建模）必須有相應的建模語言、建模方法來進行系統建模和系統設計，并有相應的工具進行建模活動和管理活動，這樣才可以讓基于模型的系統工程不僅停留在理論上，還可以應用在實踐中。系統建模主要包括語言、方法、工具等三個方面。
圖2 系統建模語言、方法、工具
3 對系統建模語言的誤解
目前很多用戶認為，如果我們使用系統建模工具就必須要學會UML語言和SysML語言，這是對系統建模語言的非常深的誤解。大家知道，如果我們使用需求管理工具、產品數據管理（PDM）工具、產品全生命周期管理（PLM）工具，我們無需了解其建模語言是JAVA還是C++，我們只需要會使用這些工具，知道怎樣操作需求的建立和追溯、操作對BOM管理和更改就可以了，那么為什么進行系統建模卻必須學會和使用SysML語言呢？
這個問題的出現主要是我們把基于業務的工具使用、IT開發這兩個領域混淆在了一起。語言的使用原則上是工具開發人員的職責范疇，尤其是業務人員如果真的去學習系統建模語言，對于業務人員來說學習成本非常高，一定會占用其業務方面的精力。當然，如果業務人員去擴展其他領域（例如建模語言）的知識，對業務人員也是有幫助作用的，但是一味地去強調語言，而忽視業務方面知識的了解和提升是我們進行MBSE過程的一個誤區。
當然我們如果了解一下這些語言的發展和演變，對我們了解MBSE的發展過程還是有一定的好處的，那么我們首先需要了解的就是，目前所有主流的系統建模工具都支持系統建模語言，或者可以理解成這些主流工具都是用SysML語言寫出來的。
展開 AMEsim HCD建模經典案例 礦用自卸車多級油缸建模
圖1 礦用自卸車
對于礦用自卸車機構部分的建模，最重要的就是多級油缸部分的建模，詳見圖2。圖2取自網絡，如有侵權，請及時告知。
圖2 礦用自卸車機構簡圖
圖3 多級油缸結構簡圖
圖3顯示了多級油缸的結構簡圖，今天主要針對圖3所示簡圖完成多級油缸兩種方法：機理級建模、功能級建模。接下來我們將開始正文。其實對于多級油缸的建模，不止兩種方法，由于受限于篇幅，這里僅介紹兩種，有興趣的小伙伴可以私聊。（圖3取自網絡，如有侵權請及時告知）
文中模型，不代表任何實際產品，僅作案例建模展示使用。圖4顯示的是多級油缸的運動視頻。
圖4 多級油缸運動視頻
文章來源：數值模擬交流之林
展開 肋環型網殼結構 ANSYS 參數化建模與自動出圖案例介紹 ￥19.89
案例總結
肋環型網殼結構在空間結構體系中具有代表性，其幾何特征復雜、參數多、建模過程繁瑣。本案例通過 APDL 參數化編程方法，實現了從幾何定義、單元生成到結果出圖的自動化流程，大幅提升了建模效率與分析便捷性。
該模型既可作為快速驗證結構可行性的小工具，也可作為進一步進行屈曲分析、穩定性研究和二次開發的基礎模板。對于從事空間結構建模、科研分析或教學應用的用戶而言，本案例提供了一種簡潔、高效、可擴展的建模方案。
面向MBSE的一體化智能建模與仿真語言：X語言
因此，需要尋找一種途徑：充分利用建模仿真技術，能將初始架構模型與檢查和評估這些模型的方法相統一，即利用系統仿真輔助系統設計，將系統設計與系統仿真有機結合，實現模型跨層級轉換，從而支持設計工作的高效開展。目前已有的一種實踐是采用系統設計與仿真集成的方法，即通過系統建模語言與物理建模語言之間相關轉化和做接口的形式達到一體化建模仿真的目的。近年來，不同類型模型之間直接轉換己經被越來越多的方法和工具所支持，例如：SysML到Simulink的轉換，SysML到STK的轉換，SysML到VHDL的轉換、SysML到SystemC的轉換。也涌現了很多轉換語言來規定模型之間的轉換，如QVT、ATL、ETL、ReqIF、VIATRA。綜上，目前采用的系統設計與仿真集成的方法雖能實現產品研發不同階段的統一管理，但其本質還是通過語言之間的映射轉換來實現的，針對單一領域可能游刃有余，但是面對復雜系統的建模與仿真時，難以兼顧對連續、離散以及智能化系統仿真的支持。總的來說，主要存在著如下三點問題：其一：系統建模語言與物理域建模語言脫節，兩者無法完全對應，導致全系統模型一致性及可追溯性差。其二：現有的物理建模語言對復雜系統支持不足，多針對建模仿真的某一環節，缺乏全流程協同設計能力。(單領域建模語言占多數，多領域建模語言Modelica對離散行為建模支持不友好）其三，核心思想、語言、核心模型組件、接口標準等均由外國主導，下游的軟件生態受制于人，難以實現真正自主可控。特別是國產化困境方面，現有的建模語言和方法論均為國外開發，缺乏適合中國企業特點的我國自己的
MBSE建模語言和方法論。尤其是建模語言，作為建模方法和工具的基石，話語權更是牢牢的掌握在外國手里，國內尚未有一款支持MBSE的建模仿真語言，使得我國的建模理論創新、建模仿真工具發展在源頭上都嚴重受制于人。
展開 
DTAS Python腳本自動化建模-專治建模界的 "二高" 問題（高重復、高耗時）
DTAS尺寸公差分析Python腳本自動化建模專治建模界的 “二高” 問題
DTAS Python 自動化：專治建模界的 "二高" 問題（高重復、高耗時），別再做公差界的苦行僧，讓Python腳本成為你建模助理；DTAS Python讓你實現真正的建模自由，你可以開發自己特定場景的虛擬裝配與虛擬測量 。
摘要：公差分析軟件、尺寸鏈計算、尺寸公差分析、公差仿真分析、尺寸工程、尺寸鏈校核（棣拓（上海）科技發展有限公司）
Python腳本應用場景
如何利用Python腳本自動化建模？
1.應用場景有哪些？
2.如何利用DTASPython腳本快速入門？
3.實例講解如何快速生成大燈周邊的測點及虛擬測量？
一、應用場景
1.將用戶從復雜的重復性操作中解放出來。（DRY，Don't Repeat yourself）
2.用戶可以自己開發實現復雜場景的虛擬測量與虛擬裝配的邏輯。（DIY，do it yourself）
3.公差仿真分析流程標準化、自動化、智能化
二、DTAS Python腳本快速入門
1.宏命令錄制，模仿修改宏
2.參考script_lib中的例子,模仿修改→在DTAS軟件安裝目錄\script_lib
3.查看dtas python二次開發幫助手→在DTAS軟件安裝目錄\help
這期我們主要講第一個應用場景
三、DTAS3D Python腳本應用場景舉例
1.在燈具設計開發中,需要評價燈具上檢具以后大燈關鍵位置的間隙面差等
2.在燈具檢具開發中，需要評價檢具在大燈關鍵位置的間隙面差的重復精度等
3.在汽車車身DTS設計開發中，需要評價大燈與各匹配零件的間隙面差等
以上場景中都需要在大燈周邊一圈建立虛擬測量，如何快速生成大燈周邊的測點及虛擬測量？
展開 超大跨懸索橋 ANSYS 建模案例 ￥49.9
案例概述
本案例展示了一個基于 ANSYS APDL 的超大跨懸索橋有限元建模案例，背景工程為一假想工程，主跨長度超過1000米。模型采用“魚骨梁法”（Fish-bone Model）對懸索橋的結構受力與剛度進行合理簡化與模擬，并在整體上考慮了幾何非線性效應。通過對主纜、吊索、加勁梁等關鍵結構體系的建模，模型能夠較準確地反映懸索橋在彈性階段的受力特征和整體變形規律。
該模型經過驗證，可一次完成恒載分析并順利收斂（后續可自行精調，補充索夾重等內容），分析結果穩定可靠。模型結構完整、可直接復用，適合作為懸索橋工程仿真項目入門的基礎模型。
案例文件包括模型文件（SuspensionBridge.cdb）和計算命令流文件（SuspensionBridge.mac），可在 ANSYS APDL 環境中直接加載運行。
圖1-1 模型情況
圖1-2 加載情況
圖1-3 恒載位移
1.2. 建模思路與單元劃分
懸索橋體系由主纜、吊索、加勁梁及橋塔組成，結構復雜，受力體系耦合顯著。本模型采用魚骨梁方法進行整體建模。主纜和吊索體系通過簡化的空間梁單元建模，加勁梁采用連續梁體系表示，從而兼顧計算精度與求解效率。
主梁和塔柱等承重結構采用 BEAM188 單元；吊索采用 LINK180 單元，承受軸向拉力，能有效提高計算穩定性。模型引入了幾何非線性求解設置，確保在大跨和大變形條件下結果的合理性和物理一致性。
整個模型結構清晰，單元劃分合理，節點耦合關系明確。
1.3. 案例文件說明
SuspensionBridge.cdb：模型文件，包含節點、單元、截面、材料定義、約束條件及索力初始狀態。
展開 《復雜系統建模理論與方法》
目錄：
1 緒論
1.1 概述
1.2 系統及有關概念
1.3 復雜系統的特點
1.4 復雜系統建模的理念
1.5 廣義模型的概念
2 基于智能技術的復雜系統建模
2.1 概述
2.2 神經網絡建模
2.3 基于Agent的建模方法
2.4 基于CGP的建模方法
2.5 遺傳算法
2.6 粒子群優化算法
2.7 蟻群優化算法
3 離散事件動態系統建模
3.1 概述
3.2 極大代數建模方法及其應用
3.3 基于Petri網建模方法
3.4 任務/資源圖建模法
3.5 基于知識的建模方法
3.6 基于系統理論形式化的建模方法
4 定性建模
4.1 基礎知識
4.2 定性因果關系
4.3 歸納推理定性建模
4.4 結構模型化技術
4.5 系統動力建模
4.6 定性建模的其他方法
5 非線性動力學系統建模
5.1 準備知識
5.2 全域建模法
5.3 局域建模法
5.4 基于小波網絡的非線性系統建模法
5.5 基于GMDH的混沌時間序列建模法
6 其他復雜系統建模方法
6.1 概述
6.2 元模型建模
6.3 綜合集成法建模
6.4 分形建模方法
6.5 元胞自動朵
6.6 圖形建模方法
6.7 復雜適應系統理論及其應用
參考文獻
展開 Leapfrog Geo---隱式的地質建模技術(implicit modelling)
然而，隱式建模將測量數據與解釋分開，地質學家可以使用折線和結構盤來解釋數據，而不把它們等同于測量數據。隱式建模使假設明確化；硬數據和用戶引入的解釋之間有一個明確的分離。
隱性建模和介紹一些交流地質不同方面的模型，為地質學家提供了新的工具，可以用來與其他部門的專業人士交流。在純粹的業務層面上，專業人員可以將他們的技能用于富有成效的、有價值的地質建模，而不是無休止地在截面上畫線。隱性模型更具有可重復性，因此也更具有可審計性，因為它們是從實際數據和明確通報的地質解釋中得出的，以選定的參數變量作為輸入，并使用數學算法進行處理。
隱式建模中唯一隱含的東西是兩個已知值之間的未知值。其他都是顯性的。由于這個原因，最好把傳統的建模技術稱為 "傳統建模"而不是 "顯式建模"，假設它應該被貼上一個與 "隱性建模 "相反的名字。隱性建模要比傳統建模更明確。
5 隱式建模功能(Best Practices)
(1) 分析數據---使用鉆孔解釋和數據可視化工具分析數據；使用三維可視化來尋找數據集中的錯誤。
(2) 保持專注---制作一個模型來回答一個特定的問題或解決一個特定的問題，不要因為所有的數據都在那里就不必要地建立模型。提出一個新的問題時，使用必要的數據制作一個模型來回答這個問題。
(3) 實驗和探索---制作同一模型的變體或甚至使用完全不同的基本假設的模型。計劃有助于揭示什么模型最適合的鉆孔，然后拋棄與新數據不一致的模型。
(4) 理解風險---使用一系列的輸入參數和假設進行建模，以了解地質風險的程度。
(5) 分享---討論和探索替代方案。
(6) 適應---以前，制作和審查傳統模型的努力意味著當模型完成后不久出現新的數據時，人們不愿意重新建立模型。然而，通過隱式建模，你應該在新數據可用時立即整合新數據并完善模型。
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