海事、造船和近海产业的工程师需要面对物理空间受限、极端气候条件、深水和远程位置等各种设计挑战。这些约束条件让工程师的工作环境变得非常极端，使他们很难开发出有效、可靠和安全的作业平台。而使用仿真技术能提高设计效率并减少实际测试成本，因此它始终是应对海运业工程设计挑战的最佳方法之一。

项目背景

修改船舶舵机的设计方案后，需要在安装前对船舵组件在经受近距离爆炸事件时的冲击载荷抵御能力进行评估。
为解决这一问题，Assystem采用弹塑性材料模型进行了显式动力学分析。在此过程中，Assystem利用Altair的高性能有限元前处理软件HyperMesh生成网格，随后在先进的结构求解器RADIOSS中进行分析，并通过后处理工具 HyperView核查得出的结果。他们对多种载荷情况进行仿真测试并得出结果，以确保找出制约抗冲击性的因素。

David Hunt
首席应力工程师
Assystem
“借助Altair HyperWorks仿真套件，Assystem成功确定了船舵遭受近距离爆炸时的抗冲击性能。在此基础上，我们很快找出了设计方面的问题，并加以解决和优化。”
Assystem将测试案例与凭经验得出的解决方案的比较结合起来，通过查看内置质量核查以及监测输出对模型进行校验。除强度校核外，Assystem还评估了截面受力和密封位移情况。基于这些分析结果，设计方案得到了大幅度优化。

解决方案

在成功构建出舵机及其附近船体结构的有限元模型后，研究人员向模型施加了与爆炸事件所产生冲击载荷强度相同的载荷，并对模型的抗冲击情况进行了检查和评估。
此外，他们还对船舵组件及其附近的一部分船体结构施加了压力和速度随时间变化的脉冲波。随着对塑性应变、密封偏差和截面受力情况的监测，相应结构得到确定。他们分别考虑了多种情况，每种情况下都会向三个主轴同时施加载荷。
此分析过程通过RADIOSS完成。RADIOSS是一款功能强大的设计工具，被广泛应用于全球各个行业，能有效提高结构设计的抗冲击性、安全性和工艺性。
对舵机盒进行仿真时采用了弹塑性材料模型，以便形成永久塑性形变，利于捕获数据。设计人员借此定义了接触区域，其中包括接合区域和附近表面的摩擦接触点。
外壳的外切割边缘上应用了施加的速度曲线。此外，他们还对外表面施加了压力脉冲。分析过程中，载荷从不同方向造成冲击，以确保找出制约抗冲击性的因素。
对分析结果的校验按照以下步骤进行：