LMS_Virtual.Lab模块介绍_文恒教育

2017-10-28 15:48:19 whchedu 0

● LMS Virtual.Lab Motion多体动力学

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,新型挖掘机的运转,或者机械开关的可靠性等。LMS Virtual.Lab Motion多体动力学作为先进的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。

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LMS Virtual.Lab Standard Motion 标准动力学软件

LMS Vitual.Lab Standard Motion是一个对机械系统真实运动和载荷进行仿真的完整集成解决方案。它能使工程师在进行昂贵的实物样机试验前快速地分析和优化机械设计的真实性能,并能保证机构具有预期功能。LMS Virtual.Lab Standard Motion使用户能够建立和模拟多刚体机械系统,改进它们的动力学性能,预测部件和系统的载荷,以便用于结构分析、振动噪声模拟、疲劳寿命预测和其它分析。

LMS Virtual.Lab Standard Motion在实体建模、参数化、CAD几何体、柔性体特点、控制和液压功能、求解器性能、动画显示和后处理功能等方面提供了极具前沿的领先技术。它独创地把所有需要的功能集成到一个用户界面友好的桌面环境,不需要其它求解器,并消除了费时的数据转换。

采用LMS Virtual.Lab Standard Motion,用户可以利用一个基于CATIA V5的完全集成的CAD引擎,快速地创建和改进他们的机械系统的虚拟样机模型。实体建模器可以得到一个完整的参数化模型。机械单元包括弹簧、摩擦力、接触力和广泛的运动副和约束功能。稳定和高性能的求解器对即使是最复杂的动力学问题都能保证精确和高效的处理。数据结果中包括位移、速度、加速度和模型所有部件的相互作用力。

专门的动画显示和后处理特点可以帮助工程师轻松地识别并有效地解决某个工程问题的根本原因。用户可以查看动力学响应,包括所有系统载荷、加速度、速度和位置。它们能检测到部件碰撞,分析运动包络线和力矢量动画显示。以不同显示形式显示的模拟结果,例如结合位移和应力的动画显示,使同事和用户可以逐步的进行设计,并能做出正确的工程决策。

LMS Virtual.Lab Powertrain Motion 动力总成动力学

在新的和改良的发动机开发过程中,工程师常常面对一些相互矛盾的设计目标。他们既要减少发动机排放和燃油消耗,还要赋予发动机更多动力,振动更小,声辐射优化和免维护运行。这些都给他们带来了挑战。LMS Virtual.Lab Powertrain Motion是一个完备和集成的解决方案,能模拟发动机复杂的动力学性能,并能准确地预测其内部载荷。这些载荷可以用于确定疲劳寿命、振动和发动机声辐射。采用虚拟仿真,工程师可以在新发动机概念设计中快速地确定最满意的构思,例如:凸轮移相器、可变的气门开启机构和可变压缩比的发动机。LMS Virtual.Lab Powertrain Motion还可以帮助工程师研究轴的旋转,链条噪声,齿轮振动和扭振,以优化传动系统的动力学性能。

LMS Virtual.Lab Powertrain Motion提供了专门的动力总成建模模板,可以帮助用户快速地建立整个动力总成系统或特殊子系统的详细模型,如气门系统、曲柄系统、传动系统、正时链条和皮带传动系统。分别创建好的子机构可以轻松地连接在一起以研究耦合性能。动力总成模板可以产生完全参数化的模型,可以对多种设计选择进行快速的修改和加速的分析。

一旦建立起虚拟样机模型,Virtual.lab Motion求解器可以处理广泛的动力系统问题。

1 气门系统:模拟高阶/高速的影响,包括弹簧颤动、凸轮接触设计、或气门座的性能

2 曲轴系统:分析曲轴与发动机本体的相互作用、轴承负载、曲轴振动和动应力

3 传动系统:传动支轴的弯曲与旋转、换档撞击声、或传动系统的嗡嗡声

4 正时机构:复杂链轮齿、导向装置和链条配置的快速设计和动力学模拟

● LMS Virtual.Lab Suspension Motion 悬架动力学

LMS Virtual.Lab Suspension Motion是一个完备和集成的解决方案,可以模拟悬架系统的真实运动和载荷。它使工程师能设计1/4和1/2悬架,能达到预期的平顺性和操纵性。

悬架动力学解决方案给车辆开发部门提供了一个专用的环境,能高效地建立并分析悬架模型。采用专门的悬架模板,工程师可以从早期的概念阶段开始调整并优化悬架,有效地把系统级的要求转换成悬架部件的正确尺寸。LMS Virtual.Lab动力学软件支持在开发过程的不同阶段进行不同类型的模拟。工程师能在早期开发阶段作运动学研究,优化硬点位置,并在随后阶段研究柔性悬架特性。工程师可以方便有效地对驱动、制动、转弯和垂直载荷工况下的悬架特性进行评价和比较,并能在运动学和动力学模型类型之间快速地切换。整个结果是一个非常真实的悬架模拟,能更快地得到可靠的模拟数据。

工程师可以通过专门的后处理和可视化功能,有效地查找和解决他们的悬架设计中的薄弱环节。他们可以通过研究车轮相对车身的运动,采用转向、跳动和反弹运动工况,确定基本的操纵性。他们能检测到轮胎和车身之间潜在的碰撞,并估算关键的设计参数,例如:弹簧、减震器、横向稳定杆和衬套特性。可伸缩的模型使工程师可以在车辆动力学研究与平顺性和耐久性分析之间进行快速切换,并使同时优化多种属性成为可能。

● LMS Virtual.Lab Full Vehicle Motion 整车动力学

整车动力学解决方案模拟车辆的平顺性和操纵性,从乘用车到运动车辆,一直到多轴车辆,例如卡车和公共汽车。

由LMS Virtual.Lab悬架接口创建的前后桥悬架模型能轻松地集成到整车模型,并且与转向系统、制动、动力和传动系统、电子控制系统和轮胎构成扩展模型。

为了获得对车辆动力学性能的精确理解,整车模型被用于标准动作过程,例如直线制动、加速、转弯、路面凹坑和路沿冲击。闭环控制驾驶汽车作双车道变换,J形转弯,稳态回转。

为把运动模拟作为采用Virtual.Lab耐久性和Virtual.Lab振动噪声进行后阶段耐久性和舒适性分析的输入,精确的车轮力很重要。LMS CD Tire软件(CD表示舒适性和耐久性)提供了一个灵活可变的2D, 2.5D和3D建模方法,能精确地跟踪分析轮胎振动一直到80Hz。路面接口能在计算和模型显示时轻松处理大量数字试验跟踪数据。

● LMS Virtual.Lab Gear Motion 齿轮动力学

LMS Virtual.Lab Gear Motion解决方案用于汽车、陆上车辆或通常的机械产品的螺旋齿轮或直齿圆柱齿轮系统的建模和模拟自动化。这个解决方案能预测齿轮系统的动力学性能和作用在部件上的载荷。采用这种解决方案,工程师能够研究像齿轮系统中啮合间隙的影响如何扩散到整个机械系统的,并能查找引起可能噪声问题的根本原因,例如齿轮的卡塔声或齿轮的呜呜声。由于与LMS Virtual.Lab集成,用户可以检查齿轮载荷是如何通过外壳结构产生结构的外部声学辐射的。齿轮系统可以与较大的系统模型合成一体,以研究系统级响应,并生成用于结构分析、振动噪声模拟、疲劳预测和其他分析的精确预测载荷。

采用LMS Virtual.Lab Gear Motion,用户能快速定义齿轮系的标准布局,齿轮特性和特定的齿轮齿形。然后可以给齿轮分配定常的或非线性的扭矩负载,并描绘出系统的各种输入激励。系统计算出两个啮合齿轮齿的一个周期的啮合刚度。它也考虑了”悬臂梁效应”,例如,由于很大的啮合力引起单个齿轮齿的变形。精确而高效的LMS Virtual.Lab Motion求解器可以使模拟非常可靠而快速。

专门的后处理功能可以帮助工程师轻松确定并有效解决引起齿轮系统问题的根本原因。用户可以检查动态响应,包括所有的系统载荷、加速度和位置。他们能检测到详细的CAD模型碰撞,分析运动包络线和力向量动画。在不同类型的显示窗口显示模拟结果,例如,位移跟应力的联合动画显示。

● LMS Virtual.Lab Track Motion 履带动力学

LMS Virtual.Lab Track Motion解决方案是一个建模和模拟工具,加速一个履带车辆动力学性能的设计与工程。它能使工程师轻松地在不同细化级别上对履带车辆进行模拟,从简单的底盘总体运动预测到包括履带、链轮、张紧皮带轮、行走轮等很多细节的详细模型。模拟结果包括所有部件的位移、速度、加速度和力。

LMS Virtual.Lab Track Motion模板为输入数据给出了一个逻辑而且直观的顺序,限定了需要用户输入的数据量,使用户在短时间内可以熟练使用,并消除了枯燥易错的手工建模。模板能产生带有很多部件和接触力特点的详细模型。这个解决方案提供两个选择,或者用简化的”超级单元”模型作快速分析,或者用多连杆模型作深入分析。实体建模器可以实现几何体和机械单元完全的参数化,例如弹簧,运动副和接触。这个解决方案的稳定和高速求解器保证了即使最复杂动力学问题的精确和及时的处理。

LMS Virtual.Lab Track Motion专门为履带车辆工程提供了强大的模拟能力。采用LMS Virtual.Lab Track Motion,工程师能评估不同地形与车辆的相互作用,以研究在斜坡上、加速中、制动中或车道改变时的稳定性;评价车辆的操纵稳定性,并优化驾驶员和乘员的舒适性。这个解决方案可以计算履带连杆与悬架部件之间的载荷,还有车身上的载荷。它也同时给弹簧和减震器的特性,和车轮、张紧皮带轮、链轮等的最优位置提供了导向。

● LMS Virtual.Lab Acoustics声学

从十多年前领导潮流的的声学有限元(FEM)和边界元(BEM)技术开始,LMS公司的声学分析软件已经经历了不同领域的上千个用户的验证。LMS声学解决方案包括常规应用,如结构辐射、空腔声场仿真以及特殊的声学工程问题,如发动机升速、流体产生的噪声或随机声学辐射等。通过将Sysnoise技术集成到LMS Virtual.Lab,LMS创建了世界上第一个声学品质工程环境,从概念开发,通过使用虚拟样机进行设计修改,最后到基于试验的验证。

● LMS Virtual.Lab Boundary Element Acoustics 声学边界元

LMS Virtual.Lab声学边界元软件是入门级、易于使用的声学仿真工具,用于预测和改进广泛的各种系统的声音和噪声品质。采用直接模型和嵌入的求解器技术,工程师能够更快地获得结果,并保证其精度。

LMS Virtual.Lab声学边界元软件使用边界元法(BEM),可以有效地将复杂的三维几何模型简化为二维图形。只有结构系统振动或散射声场的表面区域需要进行建模。边界元模型的尺寸通常只限于几千个单元,同复杂的完整三维有限元模型相比,是更小、易于创建、易于检验,并易于处理的模型。这些简化模型可以在更短的时间内得出结果,使用户快速地了解其设计的声学品质。

LMS Virtual.Lab声学边界元可以准确地模拟结构声学耦合现象,比如当声源产生结构振动时,这种情况通常都发生在重量较轻的结构上,如发动机压力的强烈变化使发动机进气系统振动,产生额外的辐射噪声。

解决方案可以处理内部和外部辐射噪声问题,并囊括了广泛的应用,如板件的传递损失、电子或家用设备的声音品质、辐射噪声等等。解决方案可以与其它CAE软件一起运行,并无缝链接ABAQUS、ANSYS、CATIA CAE、I-DEAS、MSC.NASTRAN和PERMAS,是进行更高级、更专门应用的理想起点。

● LMS Virtual.Lab Advanced Numerical Acoustics 先进的数字声学

LMS Virtual.Lab先进的数字化声学软件是完整先进的解决方案,用于精确模拟具有复杂物理现象系统的声学品质。它可以使工程师以最佳的精度和速度模拟复杂的系统,包括声学和结构的耦合仿真。

解决方案包包括边界元法、有限元法、和无限元法技术。这样解决方案就可以将特殊的影响考虑进去,包括:

声学体积吸声材料,如消声器系统

温度变化,如排气系统

时变现象,当声音或噪声不是谐波时

无限元,当边界元法不适用时可以进行声学辐射模拟,如轮胎撞击

管道中的气流影响

对于大系统和更高频率来说,声学模型就会很大,这样计算时间就成为关键问题。LMS Virtual.Lab高级数字化声学软件将采用快速的迭代求解器进行处理,使有限元仿真的时间从几个星期减少到一天。Padé展开求解器缩短了在较大的频率范围内分析大型边界元模型的计算时间,使其从几天的时间缩短到几小时。多处理器和基于ATV的求解器可用于进一步加速声学仿真过程,最多可比原来加速100倍。所有可用技术都支持声学工程师及时得到准确的仿真结果,最终影响重要的设计决定。强大的动画显示帮助用户检查结构振动和声学特征,同时研究用于优化声学品质的设计改变。

解决方案可以与其它CAE软件一起运行,并无缝链接ABAQUS、ANSYS、CATIA CAE、I-DEAS、MSC.NASTRAN、PERMAS。

● LMS Virtual.Lab Structural Noise Radiation 结构噪声辐射

LMS Virtual.Lab结构噪声辐射是仿真优化工具,用于控制振动结构辐射的噪声,如通过内力激励的压缩机、齿轮箱、泵、涡轮机等等。采用这种解决方案,工程师可以快速模拟和验证声功率,深入地了解噪声问题的原因,及在进行实物试验前优化设计的声学品质。

独特的ATV(Acoustic Transfer Vector)技术可以快速地分析不同的设计方案,并且可以有效地处理多域计算,而这对于旋转机械噪声特征的精确仿真是非常关键的。

将结构的动力学载荷及一系列结构模态作为输入,即可计算出表面振动,用于多载荷条件。基于这些表面振动,声学求解器可以计算出在预定位置的总辐射噪声和声压级。和传统声学仿真方法相比,计算速度加快了100倍。采用ATV工具,机械噪声特征可以在一天内模拟出来,而这在原来需要几个星期才能完成。

LMS Virtual.Lab结构噪声辐射包括满足ISO 3744网格辐射声功率的分析。针对声压级专用的显示和分析工具可以使工程师精确地了解其设计,使其快速分析多个设计方案,并满足要求的声学品质。

● LMS Virtual.Lab Numerical Engine Acoustics 数字发动机声学

LMS Virtual.Lab数字化发动机声学软件是有效的工具,用于预测完整发动机升速的噪声辐射,以及了解噪声问题的原因。采用这种全面的解决方案,工程师可以模拟和优化发动机设计的声学品质。

LMS Virtual.Lab数字化发动机声学软件使用来自于通过Virtual.Lab Motion进行多体动力学分析、外部计算或测量得到的激励力。采用这种动力学载荷数据及结构模态(由标准有限元软件算出),评价表面振动,用于多范围工况,并从中预测声学辐射。

采用LMS Virtual.Lab数字化发动机声学软件,工程师可以快速创建声学网格。与众不同的声学网格生成是基于声学网格包裹在结构网格之外。边界元法声学网格可以自动适应分析频率范围。最终将建立一个准确声学网格的时间从几个星期缩短到几小时。

解决方案的求解器使用了独特有效的ATV技术,可以进行快速多转速分析,并在分析不同设计方案时加速计算的再运行。基于表面振动,可以预测特定位置的总辐射噪声和声压级,将整个发动机噪声辐射过程从几个月缩短到一天。

基于以上结果,工程师可以通过ISO 3744标准网格分析总辐射功率和对激励力的声学灵敏度,并使用一套清晰的显示工具研究得到的声压级。

● LMS Virtual.Lab Random Vibro-Acoustics 随机振动声学

对于某些结构来说,工程师必须要处理随机激励引起的振动和声学问题。LMS Virtual.Lab随机振动声学软件是专门开发出来用以解决这些问题的。这个完整的解决方案可以计算结构响应,如振动幅度、内力以及应力、和声学响应,如声音传递和散射。LMS Virtual.Lab随机振动声学软件是一种理想的工具,用于评价包括飞机机身、飞船发射器导流罩和卫星等航空结构的随机激励影响,如强大的喷气发动机或火箭气流的波动等等。

LMS Virtual.Lab随机振动声学软件是灵活的解决方案,包括结构和声学载荷计算,机械力谱(PSD)和如扩散场及部分相干载荷等声波激励。声学网格采用Virtual.Lab创建,可以节约几个星期的建模时间,同时也可以使用通用的CAE前处理器创建。求解器采用双向流固耦合模型,同时考虑确定性和随机性。

采用专门的后处理工具,工程师可以利用所得结果确定是否关注声音传递或结构响应,然后采用快速修改预测软件评价结构变化对振动声学响应的影响,或者运用基于网格的设计工具将结构变化应用于有限元模型。

● Aero-Acoustic Modeling 流体声学建模

在减少主要的噪声源,如道路噪声或车内发动机噪声之后,工程师现在面临的复杂工作是如何减少所有部位产生的所有类型的流体噪声。流体声学模拟解决方案帮助工程师准确地预测和解决流体引起的噪声问题,例如从电器设备的风扇噪声和飞机的涡轮噪声。

流体声学模拟软件采用实用的方法,基于流体声学类比处理,预测流体噪声。它从可以使用ANSYS CFX、FLUENT或STAR-CD等流体软件计算得到的等效流体声源。然后,它可以采用边界元技术算出最终的辐射或散射噪声。

这种有效并节约成本的解决方案只需对系统的边界建模,得出易于创建、处理和检验的较小的声学模型,却为实际问题提供了准确的解决方案。强大的后处理工具可以使工程师分析并显示声学模型修改的结果。

● LMS Virtual.Lab Interior Acoustics for Nastran  内场声学,使用NASTRAN求解器

LMS Virtual.Lab内场声学软件是用于系统级振动声学预测和内场噪声分析完整的解决方案。它可以提供单一的用户环境,集成所有必需的过程步骤,用以评价和优化内场声学:创建模型、建立边界条件和激励、解决流体耦合和结构响应;管理MSC.NASTRAN运行;后处理、显示、分析和修改。

专门的内场声学工具包括为结构空腔创建有限元网格的网格生成器。面板贡献量分析工具可以使用户分析单个面板对车内声压的贡献。LMS Virtual.Lab内场声学还可以提供面板定义工具,将面板定义为结构和声学网格表面上面的组合,使用户在建立其贡献量分析时具有最大的灵活性。

采用LMS Virtual.Lab内场声学方案,工程师可以管理整车模型、力输入等,用以预测系统级模态或传递函数,进而分析整个声场中单个面板的贡献量。它们包括来自车内座椅的体积吸声和来自模型饰件的结构阻尼。

LMS Virtual.Lab用户界面可以捕捉分析过程中的每一步,可以自动重新运行整个建模和仿真过程,并快速地分析不同的设计方案。

● Inverse Numerical Acoustics 数字声学逆计算

数字声学逆计算模块(Inverse Numerical Acoustics)可以提供特殊的过程,即将通常为“正向”的边界元解决方案的过程倒过来:它计算出的表面振动,最有可能是声场中测得已知声压的原因。

基于ATV(Acoustic Transfer Vector)技术,可以在多频率及多载荷情况下得到表面振动。线性或样条插值方法(Linear or spline interpolation methods)可以在最初计算和存储的频率点间插值得出ATV系数,而无需更多的计算。

声学逆计算方案本身采用奇异值分解技术,由用户给定误差容限控制。如果辐射表面某些部位的振动是已知的(通常为零),那么求解的速度和精度就可进一步提高:这些已知值可以定义并输入到LMS SYSNOISE模型中,从而减小了求解未知逆问题的规模。

声学逆计算方法也是其它方法的一种补充,如声全息和空气声源量化分析(ASQ)。它对声压测量的场点数目和位置没有限制,也不限制单元数目或网格几何模型,因此是进行问题诊断的强大技术工具。通常的应用领域包括发动机噪声、轮胎噪声和齿轮箱噪声。

● Multi-layer Trim Acoustics 多层内饰声学分析

多层内饰声学软件可以预测3D多层吸声板的振动声学响应,通常这些吸声板用于汽车、越野车、轮船、火车和飞机等设备。它可以精确地模拟弹性层振动和吸声层气孔气流之间的相互作用。用户可以选择弹性层、多孔层或声学层的顺序,并指定每一层的材料属性。它可以详细分析多孔层的气流和弹性层的位移,包括能量密度。以及计算表面导纳和面板传递损失。多层内饰声学模块与LMS SYSNOISE紧密集成,可以使面板设计师采用这种独特的工具,进行多层优化。

● LMS Virtual.Lab NVH振动噪声分析

开发振动小和噪音更小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振动噪声提供了更通用的建模环境,支持混合建模,合成真实的载荷。软件保持了一贯的高精确度标准,还包括有效地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,详细的内容可以阅读后面的LMS Virtual.Lab Correlation相关性分析的内容。

● 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,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,有助于有效地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 NVH Response Analysis NVH响应分析

LMS Virtual.Lab NVH响应分析是一种容易使用的新型模拟工具,它能预测出某个部件、子系统或者整个系统在工作载荷条件下的振动噪声行为。用户从CAE和试验中很容易读取所有有用的模型和载荷数据的同时,在任何时间可以得到最好的数据。基于模态和频响函数的快速响应预测求解器能快速地分析多种设计变型。专门的后处理工具可以帮助工程部门把实际响应与预设的或引入的目标进行比较,并优化振动噪声性能。

LMS Virtual.Lab NVH响应分析在读取和施加载荷方面提供了最大限度的灵活性。这些载荷可以是多种格式和类型,可能来源于测量、多体分析或声学模拟或一般的载荷源。通过结合测量载荷和虚拟模型来进行NVH响应预测,可以获得更真实的模拟结果和更可靠的设计把握。

工程师可以从一个有限元模型开始或者利用一个试验模型,很轻松地建立使用用户界面模板的NVH分析运算。方法包括基于频响函数和基于模态的NVH求解器计算系统的振动噪声响应。这些技术大大加速了模拟计算,使用户在有限的时间内评估许多设计选项。

众多专门的NVH后处理工具可以帮助工程师优化他们的振动噪声设计,并和预设的或引入的目标进行比较。高级的后处理选项可以帮助工程师快速研究传递路径,并评价单个系统部件的振动噪声贡献量。LMS Virtual.Lab NVH响应分析全方位支持设计修改技术,从手动修改分析到全自动的设计空间探索。

● LMS Virtual.Lab System-Level NVH Response Analysis 系统级NVH响应分析

LMS Virtual.Lab系统级NVH响应分析是一个全面的解决方案,它提供了多种工具可以把各个部件组装成混合的系统级模型。工程师可以轻松地从一个或多个部件开始建立模型,包括有限元模型、试验模型或者CAD部件。这些部件间通过特定的连接特性连接在一起,从刚性连接到任何特定的随频率变化的复刚度连接。随着开发过程的进行,越来越多的模型细节得以实现,利用细致的有限元或者基于试验的部件信息可以逐步修改模型中的不同部件。

在建立好仿真模型后,LMS Virtual.Lab系统级NVH响应分析软件可以利用内置的基于频响函数或模态的装配求解器,计算装配系统的整体动力学特性,即一组模态或传递函数。生成的装配模型由模态集或传递函数集组成,这样可以在进行整个系统的振动噪声评价时保证最佳的精度和最优的速度。

为了预测振动噪声特性,装配模型要与输入载荷结合起来,这些输入载荷可以来自一般的激励源、试验、多体模拟或声学模拟。求解器可以利用内置的基于模态或者频响函数的强迫响应求解器,或外部的有限元求解器,进行振动噪声响应计算。

广泛的NVH的显示和分析工具可以帮助工程师快速地研究传递路径,并高效率地评价各个系统部件的振动噪声贡献量。

● LMS Virtual.Lab System-Level NVH Response Analysis for NASTRAN 系统级NVH响应分析,使用NASTRAN求解器

使用NASTRAN求解器的LMS Virtual.Lab系统级NVH响应分析软件提供了广泛的交互式工具进行部件装配,可以驱动MSC.NASTRAN求解器。它可以帮助工程师有效和准确地建模有限元系统,并可以采用MSC.NASTRAN软件包,例如SOL103、SOL111、SOL108,…… 通过Virtual.Lab用户接口直接对装配系统的振动噪声行为进行计算。

这种解决方案使得基于从一个或多个有限元部件建立一个系统模型变得非常容易。工程部门也可以使基于模态的模型成为他们有限元装配的一部分,这样可以在不影响结果精度的情况下,减少最终的装配规模并缩短计算时间。这种功能的另外的优点就是,能把新开发的部件的有限元模型同已经存在的或以前的部件的试验模型结合起来。这样生成的模型可以帮助工程师在早期的开发阶段就开始模拟整个系统的振动噪声性能。

部件间可以通过特定的连接特性连接在一起,从刚性连接到任何特定的随频率变化的复刚度连接。NASTRAN驱动程序可以建立专门的NASTRAN计算,例如,用于确定系统动力学特性的频响函数或模态综合运算,或者确定其运行特性的强迫响应计算。

多样化的NVH专门后处理工具可以帮助工程师优化他们的振动噪声设计,并与预设的或引入的目标响应进行比较。高级后处理方法可以帮助工程师快速研究传递路径,并评价单个系统零件的振动噪声贡献量。LMS Virtual.Lab NVH响应分析软件全方位支持设计修改技术,从手动修改分析到全自动的设计空间探索。

LMS Virtual.Lab Load Analysis and Contribution Analysis 载荷分析与贡献量分析

LMS Virtual.Lab载荷分析与贡献量分析软件是一个全面的解决方案,它提供了广泛的工具,可以预测和评价系统在运行载荷下的振动噪声响应,并能从实物试验数据中确定工作载荷。采用这种解决方案,工程师可以进行路径或模态贡献量分析,以确定引起噪声问题的根源,并可以对设计的振动噪声性能进行优化。

LMS Virtual.Lab载荷分析与贡献量分析软件提供多种估计方法,可以计算出能可靠地代表用户真实使用状况的载荷。其中有一种直接的方法,就是通过悬置上位移差乘以悬置的随频率变化的悬置刚度计算出作用力。当连接刚度已知时,这种悬置刚度方法是最合适的方法,例如对发动机悬置。还有一种求逆的方法,载荷可以从它们引起的运行响应计算出来。这种方法用于相对较硬的连接,例如悬架衬套在连接处的位移差很小时。

快速的基于模态和频响函数的响应预测求解器,及内置路径和模态贡献量评价工具,提供了所有的功能进行根本原因分析和目标设置练习。采用广泛的NVH专门后处理工具显示响应结果,并跟预设的或引入的目标进行比较。

● LMS Virtual.Lab Durability耐久性分析

基于先进的研究机构和主要用户广泛的合作历史,LMS公司把有限元(FE)、多体模拟(MBS)、试验和疲劳寿命预测技术紧密集成到LMS Virtual.Lab Durability中。这一革命性的解决方案可以使用户对部件和系统总成级别的多种不同设计选项的结构强度和疲劳寿命进行研究和优化,并积极影响设计过程。LMS Virtual.Lab Durability能进行快速和精确的耐久性预测。而且其专门的后处理功能为工程师提供了所有关于耐久性关键信息的迅速反馈。

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的广泛的激励特征。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 Virtual.Lab Vibratio Fatigue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视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,它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 Component Fatigue 部件疲劳

LMS Virtual.Lab Component Fatigue是一个完备的解决方案,它能在一个单一集成的软件环境里精确地评价单个部件疲劳性能。通过使用从样机测量或多体模拟得到的部件载荷,基于有限元的应力结果和循环疲劳材料参数,LMS Virtual.Lab Component Fatigue使工程师能预测疲劳热点区域和相关的疲劳寿命,并优化部件的疲劳性能。

简明的用户界面有一个清晰的、嵌入式的工作流程和设置模板,可以在整个过程中引导用户。无缝的读取有限元网格和应力,自动驱动MSC.NASTRAN和ANSYS,并直接导入部件载荷,使得用户可以在同一个环境里快速地准备疲劳分析。

LMS Virtual.Lab Component Fatigue软件提供了已被验证的LMS FALANCS求解器的所有疲劳寿命分析功能,包括低周疲劳、高周疲劳和无限寿命,还有焊缝和焊点分析。

利用专门的后处理功能,工程师可以快速识别和解决疲劳寿命问题,并进行多个设计选项的试验。提供的参数化分析可以在实物样机试验前,利用创新设计方案探索设计空间。

● LMS Virtual.Lab Component Strength and Fatigue for NASTRAN 部件强度和疲劳分析,使用NASTRAN求解器

LMS Virtual.Lab Component Strength and Fatigue for NASTRAN是为NASTRAN用户进行部件的强度和疲劳模拟提供了一个集成的解决方案。工具包括基于静载情况的静强度分析,基于动载情况的动强度分析和数值疲劳寿命预测方法。

使用同一个LMS Virtual.Lab用户接口,耐久性工程师可以准备并自动地驱动和后处理基于MSC.NASTRAN的静态应力分析情况。用户可以导入MSC.NASTRAN网格或从一个由CAD模型自动产生的CATIA/CAE网格开始。从基于模板的界面,用户可以检查网格的品质,并补充修改网格,进行约束定义和载荷输入,定义分析工况并启动MSC.NASTRAN求解器。这种集成的方法消除了费时的数据处理和文件转换,并使强度分析设置非常简单。专门的后处理功能可以快速地放大应力热点。同时,通过利用动态应力动画显示,可以估计出动载情况对疲劳寿命性能的影响。还有基于LMS Virtual.Lab部件疲劳,用于详细分析的数值疲劳寿命预测方法。通过Virtual.Lab内嵌的网格修改功能,可以进行设计修改。

通过基于CAA V5的连接性概念,用户可以自动地进行连续的模拟运算,这个运算过程中,不同的设计选项和加载工况无缝地贯穿整个分析过程。评价一个新的设计仅需要引入修改过的网格,并自动地重新开始分析,不需要重新定义载荷输入点、约束等等。这样使耐久性工程师能对多个设计选项进行评估,并在实物样机制造前确定最佳方案。

● LMS Virtual.Lab System-Level Fatigue 系统级疲劳

LMS Virtual.Lab System-Level Fatigue是一个完备的解决方案,能优化子系统或装配体,并能跟踪系统部件的强度和疲劳。工程师利用嵌入的LMS Virtual.Lab Motion求解器,从规定的运动到多体模拟计算部件载荷。这些部件载荷与结构应力结合在一起,最后运用材料疲劳参数预测部件的疲劳热点和相应的疲劳寿命。

简单易用的界面使多体模型的构建十分容易,专门的模板和向导引导用户完成整个过程。繁简可变的建模使得在任何时候改进模型和处理刚性部件或柔性部件成为可能。以前冗长并易出现错误的集成柔性体的操作,现在只需要点击几下鼠标就能顺利完成。所有需要用户做的事就是选择部件有限元网格并把它拖进系统模型。所有的物体连接都是自动地建立,基于检测到的粘接节点和自由度数。

LMS Virtual.Lab System-Level Fatigue可以从路谱输入细化到部件级的载荷响应。多体模型被放在虚拟试验台上,并自动地设置应用路面轮廓的合适边界条件。对于各个系统部件,预测出来的动载工况信息、模态参预因子、激励位置和局部坐标系设置都自动地传送到疲劳寿命求解器中。

后处理功能对引起任何部件疲劳寿命的载荷传递路径提供了快速和关键的深入理解,使工程师能快速的研究疲劳热点,并对许多系统级设计变型进行再分析。

● LMS Virtual.Lab System-Level Strength and Fatigue for NASTRAN 系统级强度和疲劳分析,使用NASTRAN求解器

LMS Virtual.Lab System-level Strength and Fatigue for NASTRAN是一个用于优化子系统或整个系统的解决方案,能采用基于MSC.NASTRAN的应力分析工况分析系统部件的强度和疲劳。它使用LMS Virtual.Lab Motion的多体模拟功能,从规定的系统运动中预测部件载荷,把部件载荷跟自动从有限元网格中得到的结构应力结合在一起,并利用材料疲劳参数预测部件疲劳热点和相应的疲劳寿命。

采用MSC.NASTRAN分析驱动程序,没有必要对静态分析和动态分析手动地设置和启动MSC.NASTRAN求解器。这种集成的方法消除了费时的数据处理和文件传输过程,使设置简单,减少了产生错误的风险并大大提高了生产力。同时支持基于刚体和柔体的耐久性分析。通过驱动一个基于MSC.NASTRAN的Craig-Bampton算法,评价加载部件上柔性结构的影响。在柔性结构对部件载荷没有影响的情况下,可以使用一个基于刚体的分析。从已定义的IO点中得到MSC.NASTRAN静态单元加载工况。产生的部件载荷可以自动地传输到Virtual.Lab Durability中进行详细的强度和疲劳分析。不需要手动载荷传递,不用担心局部坐标系配置,所有关于各个单一系统部件的信息保存在一起。

基于LMS Virtual.Lab Durability的后处理功能为任何部件的强度和疲劳寿命分析提供了快速和关键的深入理解,使工程师能快速地研究疲劳热点并对许多系统级设计变型进行再分析。通过Virtual.Lab嵌入式的网格修改功能可以进行设计修改。

● LMS Virtual.Lab Correlation相关性分析

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。

● LMS Virtual.Lab Model Validation 模型验证

为了实现系统和车辆的振动噪声仿真,必须可靠地验证有限元模型。这就需要对该有限元模型进行部件级的、子系统级的以及系统级的模型验证。可基于试验数据进行对比分析,也可以利用验证过的类似结构的仿真模型。LMS Virtual.Lab Model Validation提供一系列工具用来对比分析不同模型之间的动态特性,分析模型之间的相关性。这些模型可以是传统的有限元模型和与实验模型,也可以在有限元模型之间和实验模型之间进行相关性分析。

LMS Virtual.Lab Model Validation可以很容易地处理几何上不谐调的两个模型,这是比较有限元模型和实验模型常常遇到的。可以通过对齐、缩放、映射使模型在几何上匹配起来。

此外,LMS Virtual.Lab Model Validation 除了能够并行动画显示两种模型的动态行为,还提供了一系列数学工具,例如模态置信度准则(Modal Assurance Criterion,简称MAC),用来评估两个模型模态之间的相关性。模态置信度的贡献量分析(MAC Contribution 简称MACco),可以找出模型间相关性不好的区域,从而有可能提高相关性。利用质量阵对模型进行正交性检查,比较系统之间的动力学性能,进一步提高相关性精度。为此,LMS Virtual.Lab Model Validation 建立和Nastran DMIG求解器之间的关系,驱动其得到缩聚的质量阵,对实验模型和有限元模型进行正交性检查。频响函数置信度准则(Freqeuncy Response Assucance Criterion简称FRAC)对比两个模型的传递函数,例如实验模型和有限元模型的传递函数。FRAC值低表示这两个模型的动态相关性较低。而且,利用FRAC工具还能对整个系统的刚度和质量进行误差分析。

基于模态信息和频率响应函数,以上功能可用来评估仿真模型的质量,并且可以利用实验数据修正模型。通过LMS Virtual.Lab Model Validation,工程师可以由下至上的创建和验证模型,有效地避免建模误差累计。

● LMS Virtual.Lab Modal Updating for Nastran 基于Nastran的LMS Virtual.lab模型修正

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