仿真在線高端仿真咨詢和培訓(xùn)解決方案

2018-01-29 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

仿真在線可以在行業(yè)、專業(yè)應(yīng)用以及CAE專題技術(shù)等方面,為客戶提供靈活多樣化的仿真咨詢和有限元培訓(xùn)(個人和企業(yè)培訓(xùn))服務(wù)。

1.結(jié)構(gòu)非線性

考慮結(jié)構(gòu)的各種非線性力學(xué)行為,如材料非線性(彈塑性、蠕變、粘彈、粘塑、超彈、巖土材料等)、大變形、大位移、接觸、碰撞,計算結(jié)構(gòu)在靜態(tài)載荷作用下或者動態(tài)載荷作用下的變形、應(yīng)力、受力狀態(tài)、極限承載能力、穩(wěn)定性、抗沖擊抗跌落性能、材料失效破壞狀態(tài)。仿真在線在這方面積累了豐富的經(jīng)驗,知道選擇何種力學(xué)模型,提供什么力學(xué)參數(shù),如何計算模型,采用隱式算法還是顯式算法,才能夠高效獲得準確的計算結(jié)果。

結(jié)構(gòu)非線性的典型應(yīng)用有材料失效、極限承載力、跌落沖擊等,密封結(jié)構(gòu)的模擬也是典型的復(fù)雜非線性問題,往往需要考慮接觸、大變形、非線性材料等復(fù)合力學(xué)行為。

挖掘機斗桿破壞與極限承載能力

核電設(shè)備跌落分析

O型環(huán)橡膠密封性能分析

2.結(jié)構(gòu)動力學(xué)

對結(jié)構(gòu)的動力學(xué)行為進行計算,預(yù)測結(jié)構(gòu)的振動特性,評估結(jié)構(gòu)的抗振性能,包括結(jié)構(gòu)固有頻率、振型計算、轉(zhuǎn)子動力學(xué)性能、抗沖擊性能、抗爆性能、隨機振動,電子、航空航天領(lǐng)域的振動環(huán)境條件模擬、車載運輸環(huán)境模擬、車輛道路試驗、建筑結(jié)構(gòu)地震分析等是動力學(xué)典型的動力學(xué)應(yīng)用方向。

轉(zhuǎn)子動力學(xué)是高級的動力學(xué)應(yīng)用,可考慮轉(zhuǎn)子輪盤結(jié)構(gòu)的陀螺效應(yīng),計算轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速、穩(wěn)定性以及不平衡力作用下的轉(zhuǎn)子響應(yīng)和渦動軌跡,在轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析中能夠考慮軸承特性。

電子機箱隨機振動分析

壓氣機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速分析

3.機構(gòu)運動

機構(gòu)運動在工程機械、車輛、傳動系統(tǒng)、機器人等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,機構(gòu)運動既可以完成剛體運動學(xué)分析,也可以進行剛?cè)狍w耦合運動學(xué)分析,剛體運動學(xué)分析可以確定機構(gòu)的運動狀態(tài)、運動軌跡、運動參數(shù)、關(guān)節(jié)受力、運動干涉等,而剛?cè)狍w耦合運動學(xué)分析可以精確考慮柔性結(jié)構(gòu)在運動過程中振動效應(yīng),除了更準確描述其運動狀態(tài)外,還可以獲取柔性部件在運動過程中的應(yīng)力和變形,對其強度和剛度進行評估。

機器人系統(tǒng)剛?cè)狍w運動學(xué)仿真

4.振動噪聲

通過有限元分析或者動態(tài)能量方法對低頻到中高頻噪聲問題進行模擬,了解和理解產(chǎn)品的剛度匹配和傳遞函數(shù)、結(jié)構(gòu)的頻響函數(shù)分析以及噪聲傳遞的聲學(xué)通道。通過對噪聲源的分析,降低激振力和聲輻射效率,改進結(jié)構(gòu)與材料,從源隔離振動噪聲,通過對傳播路徑進行分析,改進吸聲、隔聲、消聲、隔振措施以及減振阻尼材料,從而達到產(chǎn)品減振降噪的目的。

有限元法進行空調(diào)配管系統(tǒng)低頻噪聲分析

動態(tài)能量法進行船舶高頻噪聲分析

5.疲勞力學(xué)

疲勞是一個非常復(fù)雜的過程,與多種因素相關(guān),包括表面粗糙度Ra、熱處理HB/HRC、冷作硬化、溫度、尺寸效應(yīng)、載荷類型、缺口、平均應(yīng)力、應(yīng)力梯度、壁厚系數(shù)、變幅、存活率、殘余應(yīng)力等。

對于高溫金屬,其蠕變是不可忽略的,而且需要考慮蠕變與疲勞的交互作用,仿真在線公司集多年的工程實踐,在高周疲勞、低周疲勞、隨機振動疲勞、熱機疲勞、蠕變疲勞、焊縫疲勞等方面積累了豐富的經(jīng)驗,能夠為用戶提供相應(yīng)的技術(shù)咨詢與服務(wù)。

壓力容器高溫蠕變疲勞分析

6.斷裂力學(xué)

基于對斷裂力學(xué)理論的精深理解,借助于先進的數(shù)值計算手段,考慮結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷、裂紋的存在,對其承載能力和安全性進行評估。包括:二維、三維裂紋建模,斷裂力學(xué)關(guān)鍵參數(shù)計算,包括裂紋尖端奇異場模擬、壓力強度因子、J積分、能量釋放率等,這些參數(shù)是裂紋擴展與壽命評估的基礎(chǔ)。

裂紋擴展穩(wěn)定性、預(yù)設(shè)路徑或者任意路徑的裂紋擴展分析,以及基于損傷容限的疲勞裂紋擴展與壽命分析。

三維裂紋應(yīng)力強度因子計算

疲勞裂紋擴展

7.流體動力學(xué)與流固耦合

針對各類流體動力學(xué)問題進行仿真模擬,包括流場計算、燃燒、化學(xué)反應(yīng)、冷卻、換熱、多相流、積冰等復(fù)雜流體動力學(xué)現(xiàn)象。仿真在線積累了豐富的CFD軟件應(yīng)用和工程經(jīng)驗,熟知先進CFD分析技術(shù)及其理論背景,對CFD建模、物理模型選擇、動網(wǎng)格技術(shù)、計算參數(shù)設(shè)置具有深入的認知,并精通UDF用戶化子程序開發(fā),這是保證流體動力學(xué)計算精確、高效的前提條件。

很多工業(yè)品都涉及流固耦合問題,仿真在線針對流固耦合計算積累了豐富的經(jīng)驗,具有單向流固耦合以及雙向流固耦合的能力,針對復(fù)雜流固耦合問題,如飛機機翼顫振、旋轉(zhuǎn)機械的流固耦合、壓氣機葉片顫振、內(nèi)燃機的流固耦合、電機的流固耦合、密封性能、儲液罐液晃等主要工業(yè)品的流固耦合問題有較深的研究和應(yīng)用,積累了對應(yīng)的解決方案和分析經(jīng)驗。

葉片顫振分析

密封磨損CFD分析

8.多物理場及其耦合

綜合考慮結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁場等分析能力,進行結(jié)構(gòu)-熱、結(jié)構(gòu)-流體、熱-流體、結(jié)構(gòu)-電磁、熱-電磁、結(jié)構(gòu)-熱-電磁、結(jié)構(gòu)-熱-流體等眾多耦合場分析,可以同時考慮各種場的相互作用,對產(chǎn)品復(fù)雜的工作環(huán)境進行精確的模擬,真實地反映產(chǎn)品在實際工作環(huán)境中的性能表現(xiàn)。

異步電機電磁振動噪聲分析

9.復(fù)合材料分析

復(fù)合材料包括纖維增強復(fù)合材料、纖維纏繞復(fù)合材料、顆粒增強復(fù)合材料,金屬基、纖維樹脂、陶瓷基,層合板、三明治結(jié)構(gòu)等,對復(fù)合材料進行建模并對其力學(xué)性能進行分析,可考慮復(fù)雜復(fù)合材料纖維,如層合板濕熱效應(yīng)、自由邊效應(yīng)、削層效應(yīng)、鋪覆、機械連接與膠結(jié)等,并考慮多種失效準則,預(yù)測復(fù)合材料的失效模式以及安全因子,包括纖維失效、基體失效、表皮起皺、芯層屈曲、層間剝離等,并可對復(fù)合材料漸進式破壞進行模擬。

風(fēng)機葉片復(fù)合材料建模與分析

復(fù)合材料層間剝離分析

10.設(shè)計優(yōu)化

當(dāng)前CAE應(yīng)用已經(jīng)突破設(shè)計驗證的階段,仿真驅(qū)動設(shè)計使得設(shè)計優(yōu)化成為仿真應(yīng)用的必然需求,仿真在線對優(yōu)化理論、算法和技術(shù)具備精深的理解和掌握,借助于先進的優(yōu)化工具和算法,在概念設(shè)計階段,可以幫助客戶完成產(chǎn)品設(shè)計的拓撲、形狀、形貌優(yōu)化,拓撲優(yōu)化幫助確定剛度最好的最佳材料分布,而形狀、形貌優(yōu)化可以確定結(jié)構(gòu)的最佳外形,如加強筋的布置。通過參數(shù)優(yōu)化可以在詳細設(shè)計階段確定影響產(chǎn)品性能的最重要設(shè)計參數(shù),評估產(chǎn)品的可靠性,并基于產(chǎn)品的設(shè)計目標和性能要求確定最佳的設(shè)計參數(shù)。

機器人手臂拓撲優(yōu)化

挖掘機動臂參數(shù)優(yōu)化

11.3D打印

3D打印增材制造技術(shù)由于不需要傳統(tǒng)的刀具和夾具以及多道加工工序,在設(shè)備上可快速精密地制造出任意復(fù)雜形狀的零件,從而實現(xiàn)了零件“自由制造”,解決了許多復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的成形難題,并大大減少了加工工序,縮短了加工周期。而且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,其制造速度的作用就越顯著。

仿真在線將先進數(shù)字樣機技術(shù)和先進工藝技術(shù)相結(jié)合,以CAE仿真分析優(yōu)化技術(shù)為核心競爭力,以增材制造為工藝手段,聚焦于增材制造結(jié)構(gòu)的拓樸、形貌、形狀及參數(shù)優(yōu)化設(shè)計,實現(xiàn)多部件融合拓撲最優(yōu)一體化再設(shè)計。

3D打印與數(shù)字樣機結(jié)合使得正向設(shè)計成為現(xiàn)實,在正向設(shè)計中,仿真成為設(shè)計的前端技術(shù),可以實現(xiàn)增材工藝對于高端裝備和產(chǎn)品的價值最大化,其典型應(yīng)用如:鏤空蜂窩中空結(jié)構(gòu)設(shè)計、優(yōu)化和仿真分析、校核以及內(nèi)壁管路、水路、風(fēng)路最優(yōu)CFD性能的設(shè)計、分析和優(yōu)化等。

鏤空結(jié)構(gòu)的拓撲優(yōu)化與增材制造

12.數(shù)字雙胞胎

仿真一直被應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計改進和虛擬測試,并通過模擬運行環(huán)境可以幫助改進運行控制系統(tǒng),但長期以來仿真技術(shù)在產(chǎn)品全生命周期的運行維護中的應(yīng)用和價值卻非常有限,這是因為受制于技術(shù)的局限性,比如如何獲取現(xiàn)場數(shù)據(jù)并與仿真結(jié)合,仿真計算如何準確反映現(xiàn)場實際情況,仿真的時效性問題等,這都是阻礙產(chǎn)品全生命周期數(shù)字化的技術(shù)障礙。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的興起以及仿真技術(shù)的飛速發(fā)展為解決以上問題提供了可行方案,使得仿真在運營領(lǐng)域發(fā)揮更大價值成為可能,數(shù)字雙胞胎技術(shù)應(yīng)運而生。數(shù)字雙胞胎是在計算機上采用虛擬樣機技術(shù)建立的實際產(chǎn)品的虛擬孿生兄弟,伴隨產(chǎn)品全生命周期,形影不離,二者相互依存,相互支撐,保持一致。通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將數(shù)字雙胞胎樣機模型與現(xiàn)場實際設(shè)備狀態(tài)參數(shù)實時關(guān)聯(lián),現(xiàn)場傳感器實現(xiàn)設(shè)備運行狀態(tài)跟蹤,數(shù)字樣機技術(shù)建立實際產(chǎn)品的數(shù)字模型,并基于降階仿真技術(shù)(如零維系統(tǒng)級模擬、三維降階模型等)實現(xiàn)實時仿真,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)讓工程師能夠通過因特網(wǎng)與安裝于現(xiàn)場設(shè)備上的監(jiān)測傳感器通信,從而捕捉現(xiàn)場運行數(shù)據(jù),運行數(shù)據(jù)上傳工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)進行處理并提取數(shù)字樣機需要的數(shù)據(jù),數(shù)字樣機據(jù)此實時校正計算模型,保證仿真模型和現(xiàn)場一致,并通過實時仿真對設(shè)備現(xiàn)狀、性能、安全性進行評估,并反饋信息到現(xiàn)場運維系統(tǒng),從而實現(xiàn)了產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字雙胞胎實時預(yù)測分析和維護,此外,數(shù)字雙胞胎還能提供相應(yīng)的數(shù)據(jù),以改善整個生命周期內(nèi)的產(chǎn)品設(shè)計。

仿真在線基于自身對仿真技術(shù)的深刻理解和豐富的應(yīng)用經(jīng)驗,將CAE多物理場分析技術(shù)、系統(tǒng)仿真技術(shù)以及監(jiān)測手段、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合,可以為不同行業(yè)的不同產(chǎn)品提供量身定做的數(shù)字雙胞胎全生命周期管理系統(tǒng)解決方案,并幫助客戶實施。在數(shù)字雙胞胎系統(tǒng)的實施中,結(jié)合特定產(chǎn)品特點和運行環(huán)境及其涉及到的多學(xué)科多物理場仿真問題,采用ROM或MOR降階技術(shù)完成數(shù)字樣機快速仿真模型開發(fā),結(jié)合傳感器采集和各種測試數(shù)據(jù),在物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺分析的基礎(chǔ)上,進行實際產(chǎn)品各個階段的實時數(shù)字化并為現(xiàn)場運維提供反饋。數(shù)字雙胞胎系統(tǒng)使得仿真應(yīng)用從產(chǎn)品設(shè)計階段走向產(chǎn)品全生命周期,將為客戶產(chǎn)品整個生命周期的運行控制和可靠性管理提供有力的推動和支撐。

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