Siemens PLM Software拥有一套完整的计算机辅助工程(CAE)软件。本文将详细介绍构成功能强大的NX仿真软件基础的四大仿真基石。

一、仿真四大原则

自Unigraphics Solutions与SDRC合并以来，NX产品一直是Siemens PLM Software公司的旗舰产品。这一联姻促成了几何体创建专门知识、制造知识、CAM专门技术、深入仿真(CAE)知 识、数据管理与Teamcenter之间的完美整合，其中进步最大的就是分析领域。Siemens PLM Software开发了一套完整的NX仿真软件，NX仿真提供的大量工具和技术使用户能够了解仿真过程，从而为NX分析带来革命性变化。

在开发新一代仿真工具的过程中，Siemens PLM Software公司确定了计算机辅助工程(CAE)四大基石：集成、多学科、分析与测试关联以及开放性，并将它们融入到自己的产品中。下面将详细分析每个基石的含义。

1.集成(图1)

以往，仿真分析工程师大多孤军作战，从零开始创建几何体，在抽象几何体上进行复杂的有限元分析(FEA)仿真。但是这种工作方式已经不能满足现在的设计需要。若想加快产品开发速度，交付质量更好、成本更低且效率更高的产品，则必须采取不同的做法。

NX提供了一组可以直接集成到产品开发平台的产品仿真工具：从每个NX许可都有的基于向导的应力和振动分析工具，一直到把静态、模态以及热分析直接带进NX界面的、更先进的NX仿真工具。

通过这种集成方法，很多公司就可以把NX作为核心设计和仿真平台，本田Acura事业部就是一个优秀的成功案例。其设计目标是通过用一个薄壁铝结构来替换Le Mans原型中较重的镁齿轮箱铸件。Acura设计团队在不到30分钟的时间内创建和更新拥有4 000 多个特征的新设计迭代。设计更新后，只需一个团队成员即可在不到3个小时的时间内完成性能评估，并将评估结果直接反馈至设计工作流，而以往完成这一工作过程需要10天左右的时间。

2.多学科(图2)

一直以来，仿真领域被分为多个学科：有限元分析(FEA)处理结构和模态性能及行为;计算机流体力学(CFD)处理液体流动和热传递;运动仿真处理运动过程中的装配体;疲劳研究产品性能随着时间的变化情况。以往，上述每个仿真过程都是独立进行的，但是在引入多学科联合仿真之后，可以通过创建多学科环境改变这一局面。

建筑材料整体解决方案领域的领导者Keyria公司，已经开始利用NX的多学科功能进行设计。该公司是土耳其制造用于生产砖、混凝土砌块和模制石膏等建筑材料的大型机器的龙头企业，其很多产品都需要在高温条件下进行自动化作业。Keyria 团队利用NX Nastran、NX热以及NX流产品，协助进行产品仿真，最终成功地将新品牌“强制空气(force air)”工业炉系统的开发周期从1年缩短为2个月，还通过使用完整仿真大幅降低了该系统的能耗。

3.分析与测试关联(图3)

尽管很多CAE软件供应商都支持数字化测试，但事实却是，物理测试在可预见的未来仍然是一种重要的产品测试方法。因此，数字仿真与物理测试之间的协同至关重要。

能否利用仿真来协助物理测试设备的准备，优化并调正这些设备，从而达到可能的、最精确的测试结果?能否通过物理测试的结果，确信数字仿真工作精确无误，且与物理测试的结果相匹配?

NX通过FEModel Correlation和FEModel Updating两个关键模块提供分析和测试关联工具。FE Model Correlation支持预测试规划，并提供数据导入/导出的附加工具，用以对物理测试和数 字测试进行对照比较。预测试规划是关键，因为数字仿真可用于模态分析，继而将传感器准确地置于需要的地方，而不是光凭猜测。同时，FE Model Updating还允许更新数字仿真模型，从而确保与实际测试数据相匹配。