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LMS Virtual.Lab第六版提升真实仿真的性能

作者:Simwe    来源:LMS    发布时间:2008-08-27    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛

统一建模和集成的网格创建
在LMS Virtual.Lab第六版中,LMS公司推出了集成所有模型创建、网格划分和多学科仿真功能的统一建模环境。 LMS Virtual.Lab第六版能够精确评价整车、整机或者其他任何复杂机械装配件的性能。新的网格生成、建模和装配解决方案提供了完善的功能,可以灵活地从多个零部件或子系统模型开始,创建整系统级的仿真模型。

用户可以从一个简单数据模型开始,有效地分析多个品质属性方面的系统特性。新的解决方案减少了为每项属性分别创建模型的繁琐工作,节省了大量时间,并避免累积建模误差及错误。此外,统一的建模解决方案还很容易进行快速的跨属性分析。

以更高的速度和精确度处理复杂模型
LMS Virtual.Lab提供了多项创新性技术,例如基于波形子结构化,快速内饰建模,以及多体仿真中的高级CAD接触。这使得LMS Virtual.Lab软件更加实用,能够以高精度处理复杂模型,同时极大地缩短计算时间。第六版支持64位数据处理,提供了强大的处理功能,能够轻松处理各种复杂的仿真模型。

这些创新性技术提高了仿真速度,开辟新的应用领域,让用户能够在更多的细节上分析特定的性能。LMS Virtual.Lab能够在三个小时内,成功进行基于4组件风力涡轮机的600,000高分辨率频率响应的振动分析处理。这种分析能够可靠地鉴定风力涡轮机的振动性能,并且必须有64位数据处理功能的支持。

声学分析第六版:卓越的声学仿真模拟真实声音

在高频率下多层内饰的快速建模
在高频范围内创建多层内饰声学模型具有特定的复杂性,特别是当声学解耦层,多孔层和粘弹性层表现为主要的声学品质时。LMS Virtual.Lab Acoustics声学分析第六版克服这些困难,推出了快速有效的声学多层内饰建模方法。在设定面板吸声板的顺序,并定义各层的属性之后,将整个内饰结构的传递导纳计算成频率函数。

在以后的振动-声学有限元分析中,LMS Virtual.Lab Rev 6 声学模块Acoustics可以仿真多层内饰的性能,这些多层内饰位于汽车车身或飞机机身的壁板与声腔之间。仿真过程快速运行,并能够在高频率情况下可靠预测内部声学,这使得工程师能够更好更广泛地了解声学内饰潜在的问题。

LMS Virtual.Lab Acoustics为了模拟发动机声学,LMS Virtual.Lab第六版的Acoustics模块推出了矢量处理功能。工程师使用这种高效的处理功能,可以估测发动机表面振动的声功率密度,而不是在整个边界元网格表面上进行估测。除了可以获得感兴趣的特定频率值,矢量处理功能还可以在整个频谱或感兴趣的特定频宽内生成RMS值,例如在特定的RPM值情况下的第三级倍频带内。矢量处理功能还可以评估整体声功率,作为发动机RPM和阶次函数。总之,矢量处理功能提供了处理发动机声学的快速方法,使工程师能够在更短的时间内了解发动机新设计的声辐射。

倾听虚拟模型的声音
LMS Virtual.Lab Acoustics声学分析第六版最新的功能是可以真实地倾听发动机、变速箱和其他旋转机械的辐射声。例如,当发动机运行时,软件能够仿真辐射声的区域,并能够播放发动机从任何选定的位置听到的合成声音。从而,开发团队能够倾听新设计的声音,他们能够更深入地了解当结构设计改动时,辐射声是如何变化的。

涡流边界层建模
飞机结构或者火车结构的激励是由涡流边界层引起的。为了能够将这种随机载荷作为声学仿真的输入,LMS Virtual.Lab Acoustics声学分析第六版推出了专门的模型解决方案。这种基于Corcos理论的建模工具,能够生成必要的声压互功率矩阵。为了获得激励谱,工程师仅需要设定一些简单的物理参数,例如平均速率和局部声压值。当在LMS Virtual.Lab Random Vibro-acoustics随机振动声学模块中输入声压互功率时,软件能够研究压力场产生的结构振动噪声辐射。

LMS Virtual.Lab Noise & Vibration振动噪声第六版
——创新性建模和高品质仿真提高了效率

开发振动小和低噪音的产品需要功能强大的工具,特别是随着振动噪声法规变得越来越严格,并且结构型产品的复杂性不断提高。为了满足这些需求,LMS Virtual.Lab Noise & Vibration振动噪声第六版提供了更通用的建模环境,支持混合建模,真实载荷合成,和高速的仿真运行速度。软件保持了一贯的高精确度标准,还包括高效的有限元模型相关性分析,并更新了物理样机试验数据的基础。

推出声源量化分析
LMS Virtual.Lab Noise & Vibration振动噪声模块为了进一步加强其诊断工具,在第六版中推出了声源量化分析(ASQ)功能,作为其传递路径分析(TPA)模块的一部分。ASQ结合载荷识别分析,路径贡献量分析,和强迫响应,有助于寻找引起特殊声学问题的噪声源。声源量化结果作为传递路径分析计算的一部分,可以鉴别引起噪音最大的板块。引入声源量化分析功能后,LMS Virtual.Lab Noise&Vibration振动噪声分析模块完全能够与LMS CADA-X传递路径分析模块相媲美。此外,振动噪声分析模块还包括适合测试人员,并完全自动化的仿真流程和自编仿真脚本功能,可以方便地获取,处理数据,以及生成报告。另一个与传递路径分析相关的改进是提供了新的程序,能够在感兴趣的任何点上重新绘制图形数据显示。LMS Virtual.Lab Noise & Vibration振动噪声第六版现在支持直观的图形显示方法。工程师在选择相应点并指定期望的显示方式后,可以立即看到与特定点相关的曲线图。如果工程师想获得标准的2D图或高级的传递路径分析图,需要先返回到结构树,寻找合适的显示,指定显示类型,以及选择感兴趣的点。直观的图形方法不再需要多次烦琐的鼠标点击,因此极大地提高了效率。

高效的强迫响应计算缩短了混合仿真的时间
当今激励的市场竞争使得研发人员和工程师没有太多的时间和精力对新产品的振动噪声性能进行优化。为了加快混合仿真过程,LMS Virtual.Lab Noise & Vibration振动噪声分析模块采用SPOINT技术扩展了其强迫响应功能。这一新功能可以由零部件的装配体上分析振动噪声,其中可以采用基于波形子结构化(WBS)或模型精简方法减少部件。这样可以极大地缩小由成千上万个自由度构成的大型(子)系统装配模型,例如发动机,压缩机,底盘模型,甚至是整个传动系统装配模型。这样在满足计算精度的情况下,可以节省50倍或更多的计算时间去完成更多的计算。

LMS Virtual.Lab Durability耐久性第六版
——新增振动和声学疲劳仿真功能

创新性的虚拟振动台仿真解决方案
LMS Virtual.Lab Durability耐久性分析模块的振动疲劳解决方案支持在频域内的耐久性能仿真,涵盖了从道路、发动机到振动台载荷广泛的激励特征。这样能够确保正确测试样机原型,并能够让工程师设计出更好更快的试验。新的解决方案甚至能够在虚拟环境中应用(基于正弦的)谐波载荷。谐波振动疲劳仿真能够提高基于频率的解决方案的精确度,而且高于任何时域解决方案的正弦扫描仿真速度。首次使用LMS振动疲劳软件的公司之一是德国知名的座椅系统制造公司Isringhausen GmbH & Co。Nguyen Van Son博士评价了公司采用的用于汽车座椅振动测试的随机疲劳软件,说“这是一个非常有效而且简便的工具,能够计算座椅结构的疲劳性能。采用这种随机疲劳工具,只需要少数几项步骤就能够完成整个疲劳分析。”

跟踪由噪声引起的疲劳
LMS Virtual.Lab Durability耐久性第六版还完善了振动疲劳分析,推出新的声学疲劳解决方案,能够预测由随机声压产生的应力分布和耐久性性能。这种新功能是专门为满足航空工业的需求而设计的。声学疲劳解决方案能够帮助开发团队专注于监控巨大的运行噪声对火箭有效载荷的影响,其是由无数的易碎的机械和电子零部件构成的产品。

提高分析和改进结构的效率
LMS Virtual.Lab Duarbility耐久性第六版另一显著特点是有效的载荷贡献量分析工具,有助于鉴别对于局部损伤或高应力集中区域贡献量最大的载荷。这一功能完善了软件的局部分析能力,对于问题根源提供很深入的见解,这非常有助于强度和疲劳方面的结构优化。如果受损区域位于压力场或在结构内部,LMS Virtual.Lab Durability耐久性第六版能够利用三维应力张量分析工具进行分析。从这一角度考虑,第六版还提供了专门的分析功能,能够根据用户定义的距结构表面的距离,研究内部结构。这有助于预测,当表面受到压力,硬表面下或浇铸结构内部的初始裂缝。

LMS Virtual.Lab Motion多体动力学第六版
——提高多体仿真的速度和精确度

LMS Virtual.Lab Motion多体动力学能够让设计师和工程师真实地仿真整车设计中驾驶的平顺性及操纵的稳定性,新型挖掘机的运作,或者机械开关的可靠性等。LMS Virtual.Lab Motion多体动力学是先进的MBS解决方案,结合了具有自动化程序的集成仿真环境和广泛的应用领域,包括动力总成动力学、悬架动力学、履带动力学等。此外,仿真结果还可以 用于后续的与耐久性或者噪声振动分析相关的研究,例如高精度求解器预测的覆盖整个频率范围的动态内部载荷。

增强的CAD接触功能
为了能够提供精确地仿真结果,MBS模型需要捕捉实际工况的各个方面,包括特定的机械性细节,接触特性和位置,以及动态力和摩擦力定义。从这一方面考虑,LMS Virtual.Lab Motion多体动力学第六版进一步增强了CAD接触功能,新增了定义CAD实体和计算相互作用的接触力的功能。与其他方法相比较,CAD接触模块提供了更简化的模型创建功能和更高的精确度。此外,CAD接触的仿真速度比以前更快,其求解器速度提高了八倍。LMS Vritual.Lab Motion多体动力学第六版中另一个显著特点是更加关注于标准接触的模型构建。通过定义标准接触力,像与理想球面接触的挤压/旋转表面轮廓,计算速度大幅度提高。这样加速了包含成千上万个接触的各种模型的仿真速度。特别地,在履带系统建模和链条及链轮齿模型方面,仿真性能有了显著的改善。

支持部件应力分析
除了上述介绍的具有创新性接触定义模块,LMS Virtual.Lab Motion多体动力学还进一步扩展了其有限元建模功能。在成功推出自动化生成柔体建模(具有设定简单,与几何体结合的有限元建模等特点)之后,LMS Virtual.Lab Motion多体动力学第六版又新推出有限元载荷转换功能。这一功能可以方便地将动态有限元驱动的多体仿真过程中任一选定时刻的载荷应用于进行部件应力研究的结构部件模型中。对于将正确的载荷连接至结构模型中正确的连接点这样容易出错的流程,LMS Virtual.Lab Motion可以自动实现,这样就能够节省相当多的时间并更加有助于应力分析一致性。

LMS Virtual.Lab Motion第六版还推出了新的建模功能——自动的柔性体子结构建模。用户可以通过将任何柔性体分解为多个子结构来正确捕捉非线性几何变形,并且自动生成其独立的有限元载荷单元和体连接。LMS Virtual.Lab Motion第六版在衬套模型软件包中新增了频率相关的衬套模型,进一步扩展其先进的建模功能。第六版可以编辑动态刚度和频率之间的关系,用于真实地模拟液压悬置或者橡胶衬套。

LMS Virtual.Lab Structures 结构分析第六版
——结构分析解决方案新增完善的网格创建功能

从CAD模型到最终的仿真结果
无论是设计飞机、跑车、洗衣机还是其他电动工具,LMS Virtual.Lab Structures结构分析第六版提供了结构建模及分析的可升级解决方案。结构分析软件集成了先进的模型创建和处理工具,能够从独立的网格或者已有的CAD几何模型开始,有效地生成部件级、子系统级和系统级模型。此外,LMS Virtual.Lab Structures结构分析第六版提高了仿真速度,新增了基于波形子结构 (WBS),非线性ABAQUS接口和高级的且适用于整车结构建模的统一仿真环境,。

LMS Virtual.Lab第六版具有完善的各种网格创建功能,涵盖了整个建模和分析过程,从CAD图形创建到多属性仿真结果分析。从CATIA V5或其他仿真环境中生成的线架模型、表面模型或实体几何模型开始,LMS Virtual.Lab Structures结构分析第六版都能够采用各种网格划分方法生成不同的结构网格类型。软件独特的网格划分解决方案具有强大的功能,将基本网格功能、高级表面网格和梁网格,高级实体网格创建,自动化实体六/八维网格,和几何顶网格集成在一个软件包中。

强大的基于几何模型网格创建解决方案
为了加速表面部件和线架几何结构的有限元模型创建,LMS Virtual.Lab Structures结构分析第六版集成了先进的网格创建解决方案,能够自动处理复杂几何模型。新的拓扑方法通过减少必须手工编辑的网格单元数量来节省模型准备时间。此外,由于划分网格的部分总是与其最初的表面几何模型相关,因此他们能够自动反映出在CAD模型上的修改。结构分析软件的特点是能够通过转化或旋转来转换划分网格的部分,或者将现有的网格根据约束条件生成新的网格。在整个网格创建的过程中,设计者和工程师可以使用高效的网格验证分析工具,这一功能在用户化和可视化方面具有显著特点。总之,LMS Virtual.Lab Structures结构分析模块将网格自动化和与设计相关的很多连接相结合,具有强大的功能。此外, LMS Virtual.Lab Structures结构分析集成了多网格划分方法,用于处理实体部件,其中混合网格划分方法能够生成复杂实体网格,例如内燃机装配模型。

扩展的概念解决方案
LMS Virtual.Lab Structures结构分析第六版还选择性地提供了高级网格变形工具,能够让设计者快速地根据产品性能和设计风格的需求调整整车级有限元模型。在进行系统级网格修改时,特定的控制工具能够直观地指导设计者,将原始网格特征线转化为目标形状。在这一点上,新推出了车辆概念建模,能够让设计者和工程师直接在变形的有限元模型上,创建增加的梁/节点模型。这种方法主要用于快速评价像梁结构和节点等部分的概念修改对整体动力学性能特性的影响。汽车目标应用主要包括车身、整体扭振和弯曲模式的调整、灵敏度分析和梁力/应力能量分析。

可靠地处理非线性分析
在第六版中,LMS Virtual.Lab新增了Abaqus前/后处理功能以及相应的LMS Virtual.Lab环境的驱动,LMS Virtual.Lab支持的嵌入式求解器从线性扩展到非线性建模和分析。这样,LMS Virtual.Lab仅在自己的仿真平台上,能够将有限元相关的处理直接传递给任何常用的线性或非线性求解器。从网格化的CAD部分或者导入的Abaqus或Nastran网格开始,LMS Virtual.Lab Structures结构分析第六版在整个线性或非线性分析过程中指导用户。高级的前和后处理功能以及相应的Abaqus驱动有助于有效地一致地处理各种建模任务。

先进统一的建模环境
LMS Virtual.Lab第六版的基础是新推出的先进的、统一的建模环境。它包含完整的工具包,用于装配建模、内饰建模和分析,适用于汽车、飞机、火车和其他整车结构分析。使用这种多功能的环境,可以进行整车级的刚性分析,同样可以轻松地构建变型模型,用于与强度、噪声、振动和耐久性相关的后处理。新的解决方案缩短了构建系统级模型所需时间,并且能够创建符合规格的完整装配,同时保持最大化模型透明度。可靠的、高品质的系统建模和仿真功能是驱动产品创新从概念到发布必不可少的工具。

推出基于波形的子结构建模功能
LMS Virtual.Lab Structures结构分析第六版全新的功能是基于波形的子结构建模功能。这一革命性模型构建方法提高了车身NVH仿真速度,同时保持了整个有限元模型的精确度。WBS功能代替了原有的通过无数接触面的自由度数来定义部件连接,能够将耦合接口的变型转换为有限数量的基本波形函数。通常,系统零部件的变型不在考虑范围内,采用WBS方法能够减少系统零部件,为了能够获得更短的分析周期时间,将仿真时间提高至原来的90%。这是如此,WBS功能能够让设计者和工程师快速评估底盘设计修改或采用相关频率窗粘合特性来仿真整车。当WBS方法应用于焊点优化时,更多的设计变型可以在相同窗内进行评估,通常转换为高级函数性能和更少的焊点。

LMS Virtual.Lab Correlation第六版——确保虚拟仿真模型的品质

获得真实的仿真品质的关键是系统地分析有限元模型和试验结果的接近程度,或者是与经过验证过的仿真模型进行对比分析。LMS Virtual.Lab Correlation结构特性相关性分析能够去除建模错误和减少存在于尺寸很小的零部件或大型复杂系统模型中的不确定性因素。其广泛的相关性分析工具有效地接近真实性,能够确保仿真驱动的产品开发的可靠性。LMS Virtual.Lab Corrrelation结合了集成的环境,简单的用户接口,能够直接访问标准有限元和试验数据格式,包括与LMS Test.Lab连接的独特接口。

加速大型有限元模型的修正
LMS Virtual.Lab Correlation相关性分析第六版新推出基于Nastran SOL 200驱动的有限元模型修正功能。此功能可以驱动Nastran SOL 200,能够让设计师和工程师快速获得新产品的设计参数的灵敏度。这些关键信息非常有助于评估新产品设计,以及在材料和属性合成方面的潜在产品变型。SOL 200灵敏度分析可以用于驱动运行有限元模型修正。在设定目标性能之后,LMS Virtual.Lab能够自动修正模型,使目标尽可能的符合预定要求。由于在SOL 200灵敏度分析考虑了优化程序设计,所以其运行速度很快,能够在更短的时间内修正带有大量参数的大型有限元模型。

功能强大的MAC修正和属性分组
在SOL 200环境下, LMS Virtual.Lab Correlation相关性分析第六版还支持MAC修正,能够完善有限元模型,更好地匹配经验模型。基于Mastran SOL 200灵敏度分析的MAC修正最主要的优势在于极大地加快了模态振型的分析速度。新的分组功能可以节省更多的时间。LMS Virtual.Lab Correlation相关性分析第六版能够自动将预先定义的单元格按照属性进行分组,直接用于有限元模型修正的输入,这样就节省了大量时间及用户交互。

 
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