專業(yè)非線性柔性多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件

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Fedem Simulation Software™為復(fù)雜機(jī)械裝配系統(tǒng)地虛擬測(cè)試提供了高精度、高效率的技術(shù)平臺(tái)和工程框架。專業(yè)的工業(yè)工程環(huán)境最典型需求就是產(chǎn)品的驗(yàn)證和虛擬信號(hào)效果,。在這些應(yīng)用中,，昂貴而又浪費(fèi)時(shí)間的全尺寸物理測(cè)試僅僅是有選擇性的,。工程師快速而又容易地獲得機(jī)械設(shè)計(jì)中動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)的精確信息是非常必要的,。同時(shí),，為了確保足夠的精度,，模擬軟件的求解器必須解決系統(tǒng)級(jí)的動(dòng)力學(xué)屬性和部件級(jí)的結(jié)構(gòu)柔性之間的相互依賴關(guān)系。只有非線性的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方法才可以高效地滿足這些需求,。

非線性機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)

為了同時(shí)解決特定時(shí)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)變形和三維運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,，F(xiàn)EDEM采用了非線性結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方法。被模擬的機(jī)械裝配由使用線彈性有限單元模型描述的一個(gè)個(gè)的零件,，并通過(guò)線性或非線性的連接副連結(jié)在一起,。 ' U4 u, }4 B8 g6 |3 z8 u9 b/ ^        每個(gè)部件在使用基于動(dòng)態(tài)超單元形式作了相應(yīng)的自由度縮減后，與有限元自由度相關(guān)的系統(tǒng)平衡方程被建立起來(lái),，并求解,。FEDEM利用它獨(dú)創(chuàng)的單元形式和獨(dú)有的求解器實(shí)現(xiàn)模擬解決方案。這種方法體現(xiàn)了幾種超越傳統(tǒng)方法的優(yōu)勢(shì)： 結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)屬性之間的相互依賴性可以被自動(dòng)地解決,。 因?yàn)樵诜匠滔到y(tǒng)中,，應(yīng)變能采用了隱式表達(dá)式，所以時(shí)間域求解器在數(shù)值上是高度穩(wěn)定的,。 一個(gè)單一集成的處理方法取代了傳統(tǒng)的兩個(gè)進(jìn)程處理方法：(A)載荷發(fā)生器（來(lái)自于物理測(cè)試與/或多體動(dòng)力學(xué)模擬）,。(B)并行、單獨(dú),，每個(gè)部件的結(jié)構(gòu)分析,。 這種方法是工程實(shí)用方法，邏輯上仿效實(shí)際物理樣機(jī)

完整而高效的工作流程

機(jī)械裝配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)力學(xué),、動(dòng)力學(xué)的建模和評(píng)估過(guò)程是高度集成的,。當(dāng)對(duì)一個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證，并且裝配中單獨(dú)零部件的有限元模型已經(jīng)生成時(shí),，工程師需要按照以下合理的步驟進(jìn)行： 通過(guò)導(dǎo)入每個(gè)有限元模型建立機(jī)械裝配,，配置部件間的關(guān)系、加入連接副,、彈簧,、阻尼、作用力,、控制系統(tǒng)等,，指定機(jī)械系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)函數(shù)。 定義并執(zhí)行動(dòng)力學(xué)時(shí)域模擬,，F(xiàn)EDEM在運(yùn)行時(shí)域求解器的過(guò)程中,，自動(dòng)地把每個(gè)單元模型縮減成超單元。這些縮減的模型可以在其他動(dòng)力學(xué)事件和FEDEM模型中重復(fù)使用。 后處理和結(jié)果評(píng)定,。動(dòng)力學(xué)結(jié)果可以從時(shí)域求解器里非常容易地獲得,。結(jié)構(gòu)力學(xué)的結(jié)果可以從集成的超單元恢復(fù)處理器中獲得。

高效的用戶界面

FEDEM直覺(jué)的用戶界面提供了一個(gè)透過(guò)同一個(gè)3D圖形環(huán)境實(shí)現(xiàn)建模,、求解和后處理的完整的特征組,。模型仿真過(guò)程中或完成時(shí)，動(dòng)態(tài)的結(jié)果通過(guò)曲線,、動(dòng)畫(huà)的形式展現(xiàn)給用戶,。結(jié)合快速而穩(wěn)定的FEDEM求解器，大大促進(jìn)了工程過(guò)程,，縮短求解時(shí)間,，為用戶提供清晰、易于理解的裝配模型物理行為模擬結(jié)果,。

工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)格式

有限元模型需要以NASTRAN *.bdf文件格式輸入,，以保證與有限元網(wǎng)格劃分工具的兼容性。 ) W% q) q# A* ?% x9 X機(jī)械裝置的驅(qū)動(dòng)函數(shù)可以鏈接外在的數(shù)據(jù),，如：MTS RPC III/Pro, nCode DAC or ASCII格式,。模擬受到的外在驅(qū)動(dòng)可以通過(guò)改變參照關(guān)系，方便地從一個(gè)事件切換到另一個(gè),。 ( M" j+ f3 G( x' X* K9 \( \) {仿真結(jié)果動(dòng)畫(huà)可以輸出為MPEG-1, MPEG-2或AVI格式,，以及靜態(tài)的JPG, PNG, BMP or RGB/IV(僅支持三維格式)格式文件。 - U9 o$ n/ C* b2 n/ \/ Q: Y

超大模型和超長(zhǎng)時(shí)間歷程模擬能力

因?yàn)椴捎昧藙?chuàng)新的結(jié)合靜態(tài)和動(dòng)態(tài)縮減算法的超單元技術(shù),，巨型單元數(shù)量的有限元模型會(huì)非常容易地獲得處理,。 , T! e0 `* r0 S. h運(yùn)動(dòng)方程僅求解進(jìn)行超單元縮減后的系統(tǒng)，并且方程的數(shù)目與有限元模型的網(wǎng)格數(shù)量無(wú)關(guān),。這就為模擬超常時(shí)間歷程創(chuàng)造了可能,，對(duì)于包含大量網(wǎng)格數(shù)量的模型亦然。 5 @, e0 O  r7 W; V: Q( V

完整的機(jī)械機(jī)構(gòu)庫(kù)

一個(gè)全面的機(jī)構(gòu)庫(kù)確保了從實(shí)際模型的物理特性,。機(jī)構(gòu)庫(kù)包括：連接副庫(kù)（任意非線性）,、彈簧、阻尼和摩擦特性,、不連續(xù)彈簧和阻尼,、函數(shù)（任意外部數(shù)據(jù)文件參照關(guān)系）、力和控制系統(tǒng)等,。所有的機(jī)構(gòu)都有三維圖形表現(xiàn)形式,，其屬性通過(guò)用戶界面組件可以非常容易地理解,。

控制系統(tǒng)

為了保證結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)之間的交互作用的精確模擬,，F(xiàn)EDEM采用了同步模擬技術(shù)。 3 R8 Y. ^! `$ B* z( C8 Q# G. y內(nèi)部的控制系統(tǒng)包含補(bǔ)償器和單元控制塊庫(kù)，包含了機(jī)械輔助單元的基本模型,，如：液壓缸,、激勵(lì)器和電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 1 i* V  n* c5 ^! F4 Q" a+ a除了內(nèi)在的控制系統(tǒng),，F(xiàn)EDEM還具有MATLAB/Simulink接口,，用于更復(fù)雜、高級(jí)控制系統(tǒng)的建模,。

輪胎和路面模型

為了實(shí)現(xiàn)整車,、全路況模擬，F(xiàn)EDEM提供了豐富的輪胎和路面模型,。目前,，F(xiàn)EDEM支持Delft- Tyre (TNO Automotive)開(kāi)發(fā)的MF-Tyre和SWIFT輪胎模型、COSIN公司開(kāi)發(fā)的FTIR輪胎模型,。FEDEM擁有SWIFT輪胎模型的標(biāo)準(zhǔn)輪胎接口(STI)和針對(duì)FTIRE輪胎模型的COSIN輪胎接口(CTI),。FEDEM的附加模塊提供了完整的Delft-Tyre輪胎庫(kù)。

快速構(gòu)造恢復(fù)技術(shù)

結(jié)構(gòu)的結(jié)果是在時(shí)間域求解的同時(shí),，通過(guò)一個(gè)集成的超單元恢復(fù)過(guò)程獲得,。所有單元，及時(shí)間增量的分應(yīng)變和分應(yīng)力可以通過(guò)恢復(fù)操作獲得,。另外,，恢復(fù)操作可以是針對(duì)單獨(dú)的個(gè)體、甚至預(yù)定義的選定的時(shí)間增量單元組,。時(shí)間歷程概要,，如：最大/最小應(yīng)力，也可以通過(guò)恢復(fù)操作獲得,。

結(jié)合nCode的耐久性預(yù)測(cè)

FEDEM提供了與nCode公司的產(chǎn)品FE-Fatigue無(wú)縫接口,，幫助用戶實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的耐久性評(píng)估和預(yù)測(cè)。 " V" ^; o' R2 ?2 b7 M  u對(duì)于選定的單元,，a peak-valley extraction在應(yīng)力和應(yīng)變從非線性結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方案中恢復(fù)過(guò)來(lái)的同時(shí)獲得執(zhí)行,。當(dāng)需要輸入到疲勞求解器時(shí)，這被用來(lái)計(jì)算一個(gè)rainflow matrix,。在分析的過(guò)程中,，分析結(jié)果可以像模型上面的輪廓圖一樣顯示在3維的圖形界面中。另外,，虛擬應(yīng)變的估計(jì)測(cè)量也可以從模型中獲得,。 - m: f5 q" k/ V2 p, A& k

復(fù)合事件工作循環(huán)分析

不同模擬過(guò)程的結(jié)果組合可以化合成復(fù)合事件工作循環(huán)分析。FEDEM直觀的用戶界面為結(jié)果組合和工作循環(huán)管理提供了清晰的示圖,。

安裝平臺(tái)和操作系統(tǒng)要求

Fedem Simulation Software可以在Windows NT/2000/XP系統(tǒng)上運(yùn)行,。根據(jù)用戶的需要，F(xiàn)edem的求解器可以在主要的工程平臺(tái)上運(yùn)行，比如：HP-UX, SGI-IRIX andSunSolaris操作系統(tǒng),。結(jié)果文件格式是跨平臺(tái)兼容的,，F(xiàn)EDEM可以使用64位基于UNIX的超級(jí)計(jì)算機(jī)求解，使用基于Windows平臺(tái)的電腦建模,，調(diào)用求解器和后處理程序,。 更多、更全面的Fedem Simulation Software模塊說(shuō)明,，請(qǐng)參考FEDEM模塊介紹,。 * w: V- G: {: G% M& I' x7 c5 A

劉興興

學(xué)習(xí)下