搜索Virtual.Lab Motion新一代多體動(dòng)力學(xué)軟件
2013-06-04 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來(lái)源:仿真在線
LMS Virtual.Lab Motion基于LMS Virtual.Lab,這一全球第一個(gè)多學(xué)科功能品質(zhì)工程平臺(tái),很好地解決了以上現(xiàn)今多體仿真中所遇到的疑難。其優(yōu)異的性能、廣泛深入的行業(yè)解決方案、開(kāi)放的平臺(tái),不斷對(duì)最新技術(shù)的拓展,使其成為新一代多體動(dòng)力學(xué)軟件的代表,以下我們就Virtual.Lab Motion的特點(diǎn)和應(yīng)用作詳細(xì)介紹。
LMS 來(lái)源:LMS
關(guān)鍵字:LMS Virtual.Lab Motio 多學(xué)科
為了避免高成本的物理原型試驗(yàn),現(xiàn)代制造業(yè)的設(shè)計(jì)中要求在實(shí)物樣機(jī)前開(kāi)發(fā)出最優(yōu)化的機(jī)械系統(tǒng),這需要精確的動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)分析結(jié)果。從CAD到傳統(tǒng)的多體仿真軟件,完成了從運(yùn)動(dòng)學(xué)到多體動(dòng)力學(xué)的轉(zhuǎn)變,但隨著仿真技術(shù)更快、更現(xiàn)實(shí)、更精確的開(kāi)發(fā)要求,傳統(tǒng)的多體動(dòng)力學(xué)解決方案已不能滿足產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中新的挑戰(zhàn),包括寬頻段的柔性體的處理、剛?cè)峄旌蠁?wèn)題,參數(shù)化、流程化設(shè)計(jì),進(jìn)行多學(xué)科如疲勞、振動(dòng)、聲學(xué)的系統(tǒng)級(jí)仿真和優(yōu)化,以及如何有效地利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證等。
LMS Virtual.Lab Motion基于LMS Virtual.Lab,這一全球第一個(gè)多學(xué)科功能品質(zhì)工程平臺(tái),很好地解決了以上現(xiàn)今多體仿真中所遇到的疑難。其優(yōu)異的性能、廣泛深入的行業(yè)解決方案、開(kāi)放的平臺(tái),不斷對(duì)最新技術(shù)的拓展,使其成為新一代多體動(dòng)力學(xué)軟件的代表,以下我們就Virtual.Lab Motion的特點(diǎn)和應(yīng)用作詳細(xì)介紹。
一、優(yōu)異的性能
從CAD到CAE,覆蓋全面的建模過(guò)程
在Virtual.Lab Motion中建立模型時(shí),工程師可以直接導(dǎo)入或建立不同零件的細(xì)節(jié)化CAD模型或幾何框架,建立能夠適當(dāng)描述整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)性能的約束及零件間的連接。然后需要引入運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)一步定義模型及其環(huán)境,準(zhǔn)確預(yù)測(cè)系統(tǒng)中的時(shí)域載荷;此時(shí)除定義剛度、阻尼、接觸和摩擦等部件間作用力之外,還要給定重力、質(zhì)量、及慣量等。作用力的施加可以通過(guò)一系列數(shù)字模型實(shí)現(xiàn),包括特殊彈簧、阻尼器、襯套等加載形式或與周圍環(huán)境密切相關(guān)的接觸單元。簡(jiǎn)單的力單元如基本彈簧,復(fù)雜的如精細(xì)輪胎等。
深入精細(xì)建模
基本模型建立后,可以通過(guò)更為詳細(xì)的受力描述得以細(xì)化。例如,當(dāng)一個(gè)結(jié)構(gòu)的剛度不足以將其視為剛體時(shí),工程師可以用柔性體來(lái)描述該結(jié)構(gòu)。根據(jù)結(jié)構(gòu)本身仿真結(jié)果或外部導(dǎo)入的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以確定結(jié)構(gòu)模態(tài)振型,結(jié)構(gòu)在相應(yīng)的外載作用下產(chǎn)生變形。起媒介作用的長(zhǎng)柔性體如懸架穩(wěn)定桿或風(fēng)力渦輪機(jī)葉片等,可自動(dòng)分解為多個(gè)梁的組合結(jié)構(gòu),用于計(jì)算結(jié)構(gòu)受載時(shí)總的非線性變形。LMS Virtual.Lab Motion多體動(dòng)力學(xué)軟件中有對(duì)輪胎力、襯套力、彈性體接觸、齒輪接觸、梁、發(fā)動(dòng)機(jī)、燃燒載荷、液力軸承、空氣動(dòng)力等多種模型的詳細(xì)建模模板。
穩(wěn)定快速的求解及豐富的后處理功能
當(dāng)模型建立后,工程師可進(jìn)行求解并同時(shí)用動(dòng)畫和圖表查看結(jié)果。為更好理解模型行為,工程師可以方便地改進(jìn)原有設(shè)計(jì)使結(jié)構(gòu)具有目標(biāo)性能,包括所涉及的載荷和應(yīng)力分析。當(dāng)模型包含液壓、作動(dòng)器、電磁等非常明確詳細(xì)的控制和力的作用時(shí),工程師可利用包含在LMS Virtual.Lab 和LMS Imagine.Lab AMESim中完備的機(jī)電分析功能進(jìn)行聯(lián)合仿真。
易用性
LMS Virtual.Lab Motion擁有專用設(shè)計(jì)模塊,這些模塊能夠幫助使用者提高效率,快速建立所需的專業(yè)詳細(xì)模型,這大大縮短了手工建模的時(shí)間。專業(yè)分析模塊界面位于Virtual.Lab Motion的上方,方便工程師進(jìn)行建模和分析工況的設(shè)置。除專用模塊外,使用Virtual.Lab Motion可以將現(xiàn)有子機(jī)構(gòu)裝配成一個(gè)系統(tǒng)。通過(guò)這種方法,公司中的子系統(tǒng)設(shè)計(jì)部門可以在保持系統(tǒng)級(jí)密切協(xié)同的同時(shí)獨(dú)立進(jìn)行工作。
集成性
LMS Virtual.Lab提供進(jìn)行多屬性仿真的無(wú)縫集成環(huán)境。由于系統(tǒng)參數(shù)化和系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性,工程師可以以簡(jiǎn)單高效的方式解決模型中的問(wèn)題并實(shí)現(xiàn)模型優(yōu)化。當(dāng)一個(gè)模型參數(shù)改變時(shí),程序自動(dòng)分多級(jí)對(duì)動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)仿真和耐久性及NVH分析結(jié)果進(jìn)行更新。此外,可以使用設(shè)計(jì)桌面來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)一整套參數(shù)的一鍵修改,既節(jié)省時(shí)間,又防止在文件調(diào)用和更新中出錯(cuò),使工程師可以將更多的時(shí)間花在實(shí)際分析階段而非建模階段。
自動(dòng)操作
基于VBA(visual basic 應(yīng)用)日志和腳本對(duì)任何重復(fù)性過(guò)程自動(dòng)進(jìn)行操作的能力是LMS Virtual.Lab Motion的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。工程師可以通過(guò)在LMS Virtual.Lab多體動(dòng)力學(xué)內(nèi)部或頂層建立專用的圖形用戶界面來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)某一特定過(guò)程的自動(dòng)操作。這樣不僅消除了大量重復(fù)性工作,節(jié)省了時(shí)間,也使仿真過(guò)程的重心由當(dāng)前設(shè)計(jì)的性能分析轉(zhuǎn)移到整個(gè)設(shè)計(jì)的性能優(yōu)化上來(lái)。
強(qiáng)大的前后處理功能
LMS Virtual.Lab Motion包括所有進(jìn)行建模和多體仿真分析所需的基本功能。求解器不包括在該平臺(tái)中,但輸入文件/結(jié)果文件可以導(dǎo)入/導(dǎo)出求解器。LMS Virtual.Lab多體前后處理適用于對(duì)前后處理的需要超過(guò)對(duì)求解器資源需要的部門。
利用動(dòng)畫顯示功能可以看到柔性體中零件的變形、進(jìn)行動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的干涉檢測(cè)以及更為復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。此外,其特殊功能還允許用戶檢查動(dòng)畫中的掃描體積、力向量以及其它更多結(jié)果。多種圖表功能能夠使用戶觀察到系統(tǒng)中每個(gè)構(gòu)件的全部運(yùn)動(dòng)細(xì)節(jié),如平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)位移、速度和加速度等。對(duì)系統(tǒng)中所有載荷結(jié)果,包括內(nèi)部、外部的力和力矩、零件的內(nèi)應(yīng)力等,都能進(jìn)行圖表顯示。為方便分析者工作,亦提供懸架和汽車的專用后處理器及其它用戶自定義模板的畫圖功能。高級(jí)用戶界面支持VB日志及腳本,可以讓用戶將精力集中在工作的設(shè)計(jì)分析和優(yōu)化部分,而無(wú)需在設(shè)計(jì)建模和更新上花費(fèi)大量無(wú)價(jià)值的額外時(shí)間。
LMS Virtual.Lab Motion前后處理的特性包括:
?· CATIA V5幾何建模
? ·通過(guò)動(dòng)力學(xué)鉸鏈和約束進(jìn)行機(jī)構(gòu)組裝
? ·子機(jī)構(gòu)法進(jìn)行模塊裝配
? ·基于剛度、阻尼、摩擦、接觸或其他定義進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模
? ·基于更高層次的力單元進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模
? ·基于已有的有限元數(shù)據(jù)(仿真或?qū)嶒?yàn)方法得到)對(duì)柔性體進(jìn)行建模
? ·3D動(dòng)畫
? ·所有結(jié)構(gòu)圖表顯示
? ·干涉檢查,掃掠體積及力向量的可視化
? ·動(dòng)力學(xué)模型自動(dòng)轉(zhuǎn)換為用于NVM的有限元裝配模型
? ·動(dòng)力學(xué)模型與ADAMS模型自動(dòng)相互轉(zhuǎn)換
? ·基于日志和腳本的自動(dòng)操作功能
總之,LMS Virtual.Lab Motion相較于傳統(tǒng)的多體動(dòng)力學(xué)分析軟件,具有突出的以下特點(diǎn):
?
·基于DADS高效、穩(wěn)定的求解器,并與基于相對(duì)坐標(biāo)的遞歸算法 (方程形式復(fù)雜、數(shù)量小)相結(jié)合
? ·寬頻段的柔性體處理技術(shù),出色的剛?cè)峄旌隙囿w動(dòng)力學(xué)分析。
? ·可直接讀入試驗(yàn)的模態(tài)信息,進(jìn)行多體動(dòng)力學(xué)和試驗(yàn)的混合計(jì)算仿真
? ·基于Catia的建模環(huán)境,使CAD數(shù)據(jù)與多體動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)集成于一個(gè)數(shù)據(jù)環(huán)境中,省卻了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的過(guò)程。同時(shí)操作上繼承了CAD的操作風(fēng)格和思維習(xí)慣
? ·多學(xué)科仿真分析的高度集成,與有限元分析、疲勞、聲學(xué)、NVH和優(yōu)化集成于同一界面、同一數(shù)據(jù)文件中,真正意義上實(shí)現(xiàn)了多學(xué)科的集成。
? ·強(qiáng)大的CAD接觸和柔性體接觸計(jì)算功能
? ·出色的模型參數(shù)化功能
? ·高效全面的建模工具箱,如:履帶、齒輪、鏈條、皮帶和發(fā)動(dòng)機(jī)等。
? ·強(qiáng)大的客戶訂制功能,支持二次開(kāi)發(fā)
二.廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域
LMS Virutal.Lab Motion泛地應(yīng)用于航空航天、汽車、船舶、國(guó)防、工程機(jī)械、家電、汽車零部件、機(jī)床等機(jī)械制造設(shè)計(jì)領(lǐng)域,除了通用機(jī)械多體動(dòng)力學(xué)仿真之外,它同時(shí)擁有強(qiáng)大的行業(yè)專業(yè)解決方案:
LMS Virtual.Lab Vehicle Motion 車輛動(dòng)力學(xué)
懸架建模
LMS Virtual.Lab Motion懸架模塊為車輛懸架建模提供專門易用的界面。該界面可指導(dǎo)用戶整個(gè)懸架建模和分析過(guò)程,從硬點(diǎn)位置輸入和零件及連接定義一直到應(yīng)用于虛擬振動(dòng)臺(tái)架測(cè)試的專用后處理功能。用戶可以以一個(gè)預(yù)定義的懸架模板為初始模型進(jìn)行建模,可大幅提高效率。
人機(jī)工程
LMS Virtual.Lab中的IPG-DRIVER增加了多體車輛仿真中人的因素,在極端真實(shí)的環(huán)境下對(duì)車輛動(dòng)態(tài)性能測(cè)試進(jìn)行閉環(huán)機(jī)動(dòng)仿真。由德國(guó)IPG Automotive公司開(kāi)發(fā)了15年以上的IPG-DRIVER是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)駕駛員模型,無(wú)縫集成在LMS Virtual.Lab Motion中。用戶可以選擇所需路徑和速度及驅(qū)動(dòng)方式,由IPG-DRIVER計(jì)算油門、剎車、離合器踏板位置、變速箱位置及方向盤輸入。
整車
LMS Virtual.Lab Motion車輛建模模塊向底盤和懸架分析師提供專業(yè)易用的界面進(jìn)行車輛建模,可進(jìn)行操縱和轉(zhuǎn)向、乘用舒適型,路面噪音和耐久性分析等。該模塊允許用戶進(jìn)行模塊化汽車裝配,所用子系統(tǒng)包括懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力和傳動(dòng)系統(tǒng)等。
車輛仿真包括對(duì)汽車標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)的多重運(yùn)算。包括ISO機(jī)動(dòng)在內(nèi)的預(yù)定義車輛運(yùn)行活動(dòng)庫(kù)可以通過(guò)任意用戶定義的活動(dòng)過(guò)程進(jìn)行擴(kuò)充。虛擬汽車有兩種驅(qū)動(dòng)方式,一種是運(yùn)動(dòng)學(xué)驅(qū)動(dòng)(開(kāi)環(huán)控制),另一種是由LMS Virtual.Lab Motion內(nèi)置的控制算法控制,在確定的路徑上運(yùn)動(dòng)(閉環(huán))。此外,IPG駕駛員模型引入復(fù)雜的駕駛員-汽車交互作用,使動(dòng)力學(xué)汽車模型中包含了人的作用。
為了將動(dòng)力分析的結(jié)果作為下游耐久性和舒適性分析的輸入,在LMS Virtual.Lab 耐久性和LMS Virtual.Lab振動(dòng)與噪聲模塊中進(jìn)行分析,關(guān)鍵的一步是對(duì)輪胎和路面進(jìn)行精確建模。LMS Virtual.Lab多體動(dòng)力學(xué)提供一系列專用輪胎模型,其特殊應(yīng)用范圍從低頻(<10Hz)基本操縱和轉(zhuǎn)向分析一直到高頻(<100Hz)復(fù)雜的舒適性和耐久性分析。LMS Virtual.Lab 的TNO MF 輪胎基于著名的魔術(shù)方程(Magic Formula)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?而LMS Virtual.Lab 的TNO MF Swift 和LMS CD Tire都基于物理模型。TNO MF輪胎為概念性研究和操縱仿真提供精確的可升級(jí)的輪胎模型;TNO MF Swift最適用于乘用性能分析。LMS CD Tire用在舒適性和耐久性研究中,提供可進(jìn)行升級(jí)的2D, 2.5D和3D方法,準(zhǔn)確跟蹤高達(dá)80Hz的輪胎振動(dòng)。除了這些特殊的輪胎模型以外,軟件還提供簡(jiǎn)化版的輪胎模型,用于輪胎性能在整個(gè)設(shè)計(jì)中并不重要的車輛建模。LMS Virtual.Lab多體動(dòng)力學(xué)模塊提供的路面建模方法也允許對(duì)路面模型進(jìn)行升級(jí),從2D平滑路面一直到數(shù)字化試車跑道解決方案,允許對(duì)任何用于計(jì)算和模型顯示的試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)字化重建。
LMS Virtual.Lab Landing Gear 起落架
起落架系統(tǒng)專用仿真解決方案允許研發(fā)小組建立能夠可靠地進(jìn)行真實(shí)性能仿真的飛機(jī)起落架詳細(xì)模型。小組成員可以很快獲取多種設(shè)計(jì)方案,在原型生產(chǎn)之前實(shí)現(xiàn)飛機(jī)最優(yōu)化設(shè)計(jì)。LMS Virtual.Lab起落架模塊是在與多個(gè)飛機(jī)和起落架生產(chǎn)商的密切合作過(guò)程中發(fā)展出來(lái)的,可以應(yīng)對(duì)起落架工程中的挑戰(zhàn)并預(yù)測(cè)如著陸、滑行、起飛等典型飛機(jī)運(yùn)動(dòng)中總的系統(tǒng)載荷。
LMS Virtual.Lab起落架可以讓小組成員對(duì)起落架動(dòng)力學(xué)性能以及可靠性、穩(wěn)定性和安全性等全部工作特性進(jìn)行詳細(xì)而深入的觀察。在飛機(jī)降落、起飛和滑行機(jī)動(dòng)時(shí),起落架裝配體必須能吸收大量能量而不產(chǎn)生超出動(dòng)態(tài)載荷極限值的反作用力。動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)仿真可以同時(shí)采用剛體和柔性體模型,幫助工程師調(diào)整起落架設(shè)計(jì)以達(dá)到目標(biāo)動(dòng)力學(xué)性能。LMS Virtual.Lab起落架也可以對(duì)新的設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行極端工況或破壞載荷下的響應(yīng)估算,這方面的物理實(shí)驗(yàn)往往是極為危險(xiǎn)或成本極高的。
該模塊的應(yīng)用界面是在利用VBA腳本功能在Virtual.Lab多體動(dòng)力學(xué)頂層開(kāi)發(fā)出來(lái)的,可以根據(jù)其它類似的用戶需要進(jìn)行客戶定制和重新生成。
LMS Virtual.Lab Race Car 賽車
與頂級(jí)賽車組共同合作開(kāi)發(fā)的LMS Virtual.Lab賽車模塊是為職業(yè)賽車隊(duì)量身打造的仿真解決方案。這一解決方案使他們能夠快速地評(píng)估復(fù)雜的賽車仿真性能,避免模型創(chuàng)建過(guò)程中的錯(cuò)誤,并且節(jié)省相當(dāng)多的時(shí)間。LMS Virtual.Lab Motion能夠直接獲取相關(guān)的車輛參數(shù),基于這種方式可以指導(dǎo)用戶完成一個(gè)非常有效的流程,涵蓋整個(gè)汽車裝配、動(dòng)態(tài)仿真過(guò)程并生成結(jié)果報(bào)告。LMS Virtual.Lab Motion在軟件后臺(tái)進(jìn)行多種自動(dòng)化分析,包括穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向、動(dòng)態(tài)操縱、7柱臺(tái)架實(shí)驗(yàn)或者運(yùn)動(dòng)學(xué)和柔性臺(tái)架實(shí)驗(yàn)等;各種運(yùn)行方式允許用戶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及賽車拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化。賽車隊(duì)的專家非常贊賞仿真解決方案的有效性和簡(jiǎn)單操作,這使得他們能夠在測(cè)試和比賽的過(guò)程中,在賽道上對(duì)整車進(jìn)行研究。
齒輪
齒輪建模界面能自動(dòng)對(duì)有關(guān)斜齒輪和直齒輪、地面機(jī)車或通用機(jī)械應(yīng)用中齒輪組系統(tǒng)等進(jìn)行定義和仿真。計(jì)算結(jié)果預(yù)測(cè)齒輪組的動(dòng)力學(xué)行為,并通過(guò)對(duì)齒輪嚙合的可變接觸剛度進(jìn)行建模獲得零件載荷。工程師可以根據(jù)這些信息確認(rèn)齒輪側(cè)隙和接觸傳動(dòng)比在整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)中的分配,在尋找如齒輪敲擊或齒輪低鳴等噪聲的根源時(shí)用處很大。
齒輪系統(tǒng)可以組合進(jìn)更大的系統(tǒng)模型,進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)響應(yīng)和精確載荷預(yù)測(cè)研究。
發(fā)動(dòng)機(jī)
LMS Virtual.Lab Motion標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)模塊將各種工具及特征進(jìn)行組合,在一個(gè)用戶友好界面(Powertrain Dynamic Simulator界面)內(nèi)建立細(xì)節(jié)化的發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型。此專門工具簡(jiǎn)單易操作,用戶可以在功能豐富的通用環(huán)境中建立和編輯模型,其中包括所有必要模塊,包括曲柄連桿體系、配氣機(jī)構(gòu)、螺旋彈簧、凸輪曲線生成器、凸輪接觸、流速計(jì)、燃燒、液壓間隙調(diào)節(jié)器等等。
活塞潤(rùn)滑
用戶可使用活塞潤(rùn)滑模塊分析液膜中同軸和不同軸活塞性能,預(yù)測(cè)活塞和氣缸壁之間的作用力,并施加到各移動(dòng)件上。非線性壓力分布以及作用在活塞和氣缸上的力可通過(guò)油膜方程預(yù)測(cè),壓力分布則由間隙及其對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)以及滑油粘度的函數(shù)確定。此建模方法更為詳細(xì),可提高發(fā)動(dòng)機(jī)仿真和系統(tǒng)級(jí)載荷計(jì)算的準(zhǔn)確性。
液力軸承
用戶可通過(guò)液力軸承模塊分析同軸和不同軸的液力潤(rùn)滑油膜經(jīng)向軸承的性能,一般用于發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄上的經(jīng)向軸承,曲柄銷或活塞銷等。此模塊可以預(yù)測(cè)軸承內(nèi)高度非線性的油膜壓力分布,通過(guò)確定合適的力和力矩將結(jié)構(gòu)振動(dòng)與周圍結(jié)構(gòu)連接起來(lái)。提供兩種算法:阻抗分析算法和基于有限元的算法。
流體彈性動(dòng)力軸承
同液力軸承一樣,流體彈性動(dòng)力軸承模塊允許用戶對(duì)同軸和不同軸的液體動(dòng)壓油膜軸承的性能進(jìn)行分析,一般應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄的的經(jīng)向軸承,如主軸頸、曲柄銷、活塞銷等。
流體彈性動(dòng)力軸承模塊可求解軸承內(nèi)高度非線性分布的油膜壓力,并計(jì)算將結(jié)構(gòu)振動(dòng)和周圍結(jié)構(gòu)連接起來(lái)的適宜力和力矩。
鏈和帶應(yīng)用
LMS Virtual.Lab Motion鏈和帶應(yīng)用模塊用于快速建立詳細(xì)的鏈帶仿真模型。PDS(Powertrain Dynamic Simulator)界面可用于建立離散的皮帶輪或鏈輪模型,以便通過(guò)LMS Virtual.Lab Motion多體動(dòng)力學(xué)分析軟件進(jìn)行進(jìn)一步的分析。同步帶模塊可建立單級(jí)或多級(jí)帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)仿真模型,附件驅(qū)動(dòng)模塊可建立離散皮帶輪系統(tǒng)模型,包括Goodyear Poly- V?汽車配件帶等。鏈模塊可建立使用滾子鏈連接或倒齒形鏈連接的離散鏈和鏈輪仿真模型。由PDS建立的鏈和帶模型可以與配氣閥、曲柄及其他能量鏈子系統(tǒng)模型結(jié)合。
履帶車輛建模
LMS Virtual.Lab Motion履帶車輛模塊通過(guò)便捷的界面來(lái)簡(jiǎn)化復(fù)雜多零件的軌道建模。軌道材料可以是橡膠、人造橡膠帶或離散的金屬連接。用戶界面集中了定義軌道幾何、質(zhì)量屬性、剛度、阻尼等參數(shù)的簡(jiǎn)明信息,可通過(guò)適宜的剛度、阻尼和初始條件建立多體,所有必需的接觸力特征也會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建。需要研究復(fù)雜動(dòng)態(tài)軌道系統(tǒng)與地面和車輛交互作用的客戶會(huì)得益于此模塊極為強(qiáng)大的功能和用途。
豐富的輪胎模型
LMS Virtual.Lab Motion提供了豐富的輪胎模型,包括標(biāo)準(zhǔn)輪胎、TNO輪胎、進(jìn)行乘用車、摩托車、卡車、商用卡車及飛行器起落裝置動(dòng)態(tài)仿真提供精確的整車操穩(wěn)性、舒適性和耐久性分析。
三、開(kāi)放的平臺(tái)
LMS Virtual.Lab作為一個(gè)開(kāi)放性的平臺(tái)與主流的CAD軟件有廣泛的接口,包括,可導(dǎo)入零件及裝配數(shù)據(jù)ProE、UGS、AUTODESK inventor等。由于Virtual.Lab基于CAV5,它可以直接讀入CATIA V5的數(shù)據(jù),作為一種將CATIA V5運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)集成進(jìn)LMS Virtual Lab的簡(jiǎn)單高效方法,用戶只需一鍵即可實(shí)現(xiàn)零件、鉸鏈和運(yùn)動(dòng)學(xué)約束的傳遞。產(chǎn)生動(dòng)態(tài)力的元件如輪胎、彈簧、襯套等可以在傳遞后加到LMS Virtual.Lab Motion中來(lái)。用戶可以通過(guò)LMS Virtual.Lab Motion的動(dòng)力學(xué)分析、逆動(dòng)力學(xué)分析、預(yù)載荷和靜態(tài)分析等功能實(shí)現(xiàn)CATIA V5運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的強(qiáng)化。
四、先進(jìn)的多體動(dòng)力學(xué)解決方案
柔性體
LMS Virtual.Lab Motion柔性體結(jié)構(gòu)考慮了運(yùn)動(dòng)中元件的變形和模態(tài)激勵(lì),提高了多體模型的準(zhǔn)確性。該方法將多體仿真技術(shù)和有限元分析結(jié)果(Craig-Bampton模態(tài))或模態(tài)試驗(yàn)測(cè)量得到的模態(tài)結(jié)合起來(lái)。軟件提供多種通用求解器的有限元分析界面,如Nastran,Ansys,Abaqus,Permas和I-deas等,用戶可以直接將求解模態(tài)導(dǎo)入。包括應(yīng)力分析的最終結(jié)果可以通過(guò)動(dòng)畫進(jìn)行顯示。
LMS Virtual.Lab Motion柔性體模塊,能夠提供更為復(fù)雜的柔性結(jié)構(gòu)建模功能,包括各種前后處理結(jié)構(gòu)分析功能,并能調(diào)用Nastran和Ansys有限元求解器。如果用戶有LMS Virtual.Lab零件結(jié)構(gòu)分析選項(xiàng)或是CATIA V5 GPS功能,可以用Craig-Bampton模態(tài)自動(dòng)生成柔性體,自動(dòng)將穩(wěn)定桿等大型復(fù)雜柔性網(wǎng)格劃分為子結(jié)構(gòu),并用柔性體進(jìn)行接觸力建模(也稱為柔性接觸)。對(duì)于汽車穩(wěn)定桿等長(zhǎng)的可變形零件,新方法采用組合梁的方式計(jì)算結(jié)構(gòu)非線性大變形,同時(shí)又提高了傳統(tǒng)柔性體分析速度。
多體運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)空間探索
在Virtual.Lab Motion中支持設(shè)計(jì)空間探索模塊,采用試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法在設(shè)計(jì)空間中定義一組最優(yōu)實(shí)驗(yàn),使用戶以最小的成本獲得最精確的結(jié)果和盡可能多的信息。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)通常與響應(yīng)面建模結(jié)合。響應(yīng)面建模構(gòu)造的連續(xù)面通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中獲得的離散數(shù)據(jù)點(diǎn),用戶可以更深入的了解設(shè)計(jì)變量對(duì)某一特定結(jié)果的影響。
支持高性能計(jì)算批求解器多重處理(四節(jié)點(diǎn)累積)
LMS Virtual.Lab多重處理批求解器可以使用戶遠(yuǎn)程控制多個(gè)LMS Virtual.Lab Motion多體動(dòng)力學(xué)分析。用這種方法可以使系統(tǒng)CPU發(fā)揮最大功能,通過(guò)license在不同機(jī)器上運(yùn)行多個(gè)分析過(guò)程,或使多個(gè)分析任務(wù)在一臺(tái)機(jī)器上按順序處理。此外,用戶可以監(jiān)控所有已提交的批處理任務(wù)過(guò)程。
多體動(dòng)力學(xué)并行求解
LMS Virtual.Lab Motion并行求解通過(guò)使用不同的并行處理器提高效率并節(jié)省運(yùn)算時(shí)間。此功能將各種求解任務(wù)分配到不同處理器上,從而減少了計(jì)算時(shí)間。當(dāng)處理履帶車輛或鏈和傳送帶等以模塊形式構(gòu)建的相對(duì)大的仿真模型時(shí),此項(xiàng)功能顯得特別有用。
智能仿真-系統(tǒng)和控制的融合
為實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行快速高效動(dòng)態(tài)仿真,LMS Virtual.Lab Motion系統(tǒng)和控制模塊內(nèi)嵌有完整的控制和液壓建模元件庫(kù)?？刂坪鸵簤涸?kù)可以通過(guò)LMS Virtual.Lab界面直接獲取,并連接到機(jī)械系統(tǒng)中完成整個(gè)閉環(huán)機(jī)電系統(tǒng)仿真。在車輛分析研究中,用戶還可以通過(guò)選擇操作點(diǎn)和簡(jiǎn)化從動(dòng)件路徑的方法把非線性機(jī)械系統(tǒng)線性化。
系統(tǒng)級(jí)多屬性分析
在LMS Virtual.lab平臺(tái)中,結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模和分析、系統(tǒng)級(jí)振動(dòng)噪聲、聲學(xué)、多體動(dòng)力學(xué)、耐久性、以及設(shè)計(jì)優(yōu)化一氣合成,真正實(shí)現(xiàn)CAE驅(qū)動(dòng)的功能品質(zhì)設(shè)計(jì),既在CAD原型確定前,即可對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行功能屬性預(yù)測(cè)。開(kāi)發(fā)工程師不必再在象以往一樣在不同的分析工具間切換,節(jié)省了大量的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的時(shí)間和精力。同時(shí),作為一個(gè)開(kāi)放的環(huán)境,LMS Virtual.lab實(shí)現(xiàn)了與主流CAD、CAE和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的無(wú)縫連接。其特有的混合仿真(hybrid simulation)技術(shù),將基于試驗(yàn)的模型和載荷與仿真模型相結(jié)合,試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)仿真模型的驗(yàn)證大大提升了設(shè)計(jì)仿真的準(zhǔn)確性及可靠性。
一維和三維仿真的融合
LMS Virtual.Lab Motion的機(jī)電一體化界面支持機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì),通過(guò)LMS Imagine.Lab和第三方軟件包(如Matlab/Simulink、DSH Plus和MSC.Easy 5等)聯(lián)合進(jìn)行仿真。LMS Virtual.Lab Motion同時(shí)采用耦合計(jì)算方法和多物理控制的制動(dòng)器系統(tǒng)方程對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行求解。結(jié)果可以在LMS Virtual.Lab Motion(包括三維動(dòng)畫)和控制軟件工具中分別得到。
五、總結(jié)
LMS Virutal.Lab Motion很好地為現(xiàn)今多體動(dòng)力學(xué)仿真中所面對(duì)的諸如剛?cè)峄旌蠁?wèn)題,參數(shù)化、流程化設(shè)計(jì),多學(xué)科系統(tǒng)級(jí)仿真、如何利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真模型驗(yàn)證提供了專業(yè)的解決方案,特別是利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證有限元模型,與復(fù)雜機(jī)電、液壓控制設(shè)計(jì)系統(tǒng)的融合,多學(xué)科系統(tǒng)級(jí)仿真,滿足了更真實(shí)、更系統(tǒng)、更精準(zhǔn)的現(xiàn)實(shí)需求,代表了多體動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
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