仿真在線高端仿真咨詢和培訓解決方案

2018-01-29 by:CAE仿真在線來源:互聯網

仿真在線可以在行業、專業應用以及CAE專題技術等方面,為客戶提供靈活多樣化的仿真咨詢和有限元培訓(個人和企業培訓)服務。

1.結構非線性

考慮結構的各種非線性力學行為,如材料非線性(彈塑性、蠕變、粘彈、粘塑、超彈、巖土材料等)、大變形、大位移、接觸、碰撞,計算結構在靜態載荷作用下或者動態載荷作用下的變形、應力、受力狀態、極限承載能力、穩定性、抗沖擊抗跌落性能、材料失效破壞狀態。仿真在線在這方面積累了豐富的經驗,知道選擇何種力學模型,提供什么力學參數,如何計算模型,采用隱式算法還是顯式算法,才能夠高效獲得準確的計算結果。

結構非線性的典型應用有材料失效、極限承載力、跌落沖擊等,密封結構的模擬也是典型的復雜非線性問題,往往需要考慮接觸、大變形、非線性材料等復合力學行為。

挖掘機斗桿破壞與極限承載能力

核電設備跌落分析

O型環橡膠密封性能分析

2.結構動力學

對結構的動力學行為進行計算,預測結構的振動特性,評估結構的抗振性能,包括結構固有頻率、振型計算、轉子動力學性能、抗沖擊性能、抗爆性能、隨機振動,電子、航空航天領域的振動環境條件模擬、車載運輸環境模擬、車輛道路試驗、建筑結構地震分析等是動力學典型的動力學應用方向。

轉子動力學是高級的動力學應用,可考慮轉子輪盤結構的陀螺效應,計算轉子臨界轉速、穩定性以及不平衡力作用下的轉子響應和渦動軌跡,在轉子動力學分析中能夠考慮軸承特性。

電子機箱隨機振動分析

壓氣機轉子系統臨界轉速分析

3.機構運動

機構運動在工程機械、車輛、傳動系統、機器人等領域有廣泛的應用,機構運動既可以完成剛體運動學分析,也可以進行剛柔體耦合運動學分析,剛體運動學分析可以確定機構的運動狀態、運動軌跡、運動參數、關節受力、運動干涉等,而剛柔體耦合運動學分析可以精確考慮柔性結構在運動過程中振動效應,除了更準確描述其運動狀態外,還可以獲取柔性部件在運動過程中的應力和變形,對其強度和剛度進行評估。

機器人系統剛柔體運動學仿真

4.振動噪聲

通過有限元分析或者動態能量方法對低頻到中高頻噪聲問題進行模擬,了解和理解產品的剛度匹配和傳遞函數、結構的頻響函數分析以及噪聲傳遞的聲學通道。通過對噪聲源的分析,降低激振力和聲輻射效率,改進結構與材料,從源隔離振動噪聲,通過對傳播路徑進行分析,改進吸聲、隔聲、消聲、隔振措施以及減振阻尼材料,從而達到產品減振降噪的目的。

有限元法進行空調配管系統低頻噪聲分析

動態能量法進行船舶高頻噪聲分析

5.疲勞力學

疲勞是一個非常復雜的過程,與多種因素相關,包括表面粗糙度Ra、熱處理HB/HRC、冷作硬化、溫度、尺寸效應、載荷類型、缺口、平均應力、應力梯度、壁厚系數、變幅、存活率、殘余應力等。

對于高溫金屬,其蠕變是不可忽略的,而且需要考慮蠕變與疲勞的交互作用,仿真在線公司集多年的工程實踐,在高周疲勞、低周疲勞、隨機振動疲勞、熱機疲勞、蠕變疲勞、焊縫疲勞等方面積累了豐富的經驗,能夠為用戶提供相應的技術咨詢與服務。

壓力容器高溫蠕變疲勞分析

6.斷裂力學

基于對斷裂力學理論的精深理解,借助于先進的數值計算手段,考慮結構內部缺陷、裂紋的存在,對其承載能力和安全性進行評估。包括:二維、三維裂紋建模,斷裂力學關鍵參數計算,包括裂紋尖端奇異場模擬、壓力強度因子、J積分、能量釋放率等,這些參數是裂紋擴展與壽命評估的基礎。

裂紋擴展穩定性、預設路徑或者任意路徑的裂紋擴展分析,以及基于損傷容限的疲勞裂紋擴展與壽命分析。

三維裂紋應力強度因子計算

疲勞裂紋擴展

7.流體動力學與流固耦合

針對各類流體動力學問題進行仿真模擬,包括流場計算、燃燒、化學反應、冷卻、換熱、多相流、積冰等復雜流體動力學現象。仿真在線積累了豐富的CFD軟件應用和工程經驗,熟知先進CFD分析技術及其理論背景,對CFD建模、物理模型選擇、動網格技術、計算參數設置具有深入的認知,并精通UDF用戶化子程序開發,這是保證流體動力學計算精確、高效的前提條件。

很多工業品都涉及流固耦合問題,仿真在線針對流固耦合計算積累了豐富的經驗,具有單向流固耦合以及雙向流固耦合的能力,針對復雜流固耦合問題,如飛機機翼顫振、旋轉機械的流固耦合、壓氣機葉片顫振、內燃機的流固耦合、電機的流固耦合、密封性能、儲液罐液晃等主要工業品的流固耦合問題有較深的研究和應用,積累了對應的解決方案和分析經驗。

葉片顫振分析

密封磨損CFD分析

8.多物理場及其耦合

綜合考慮結構、熱、流體、電磁場等分析能力,進行結構-熱、結構-流體、熱-流體、結構-電磁、熱-電磁、結構-熱-電磁、結構-熱-流體等眾多耦合場分析,可以同時考慮各種場的相互作用,對產品復雜的工作環境進行精確的模擬,真實地反映產品在實際工作環境中的性能表現。

異步電機電磁振動噪聲分析

9.復合材料分析

復合材料包括纖維增強復合材料、纖維纏繞復合材料、顆粒增強復合材料,金屬基、纖維樹脂、陶瓷基,層合板、三明治結構等,對復合材料進行建模并對其力學性能進行分析,可考慮復雜復合材料纖維,如層合板濕熱效應、自由邊效應、削層效應、鋪覆、機械連接與膠結等,并考慮多種失效準則,預測復合材料的失效模式以及安全因子,包括纖維失效、基體失效、表皮起皺、芯層屈曲、層間剝離等,并可對復合材料漸進式破壞進行模擬。

風機葉片復合材料建模與分析

復合材料層間剝離分析

10.設計優化

當前CAE應用已經突破設計驗證的階段,仿真驅動設計使得設計優化成為仿真應用的必然需求,仿真在線對優化理論、算法和技術具備精深的理解和掌握,借助于先進的優化工具和算法,在概念設計階段,可以幫助客戶完成產品設計的拓撲、形狀、形貌優化,拓撲優化幫助確定剛度最好的最佳材料分布,而形狀、形貌優化可以確定結構的最佳外形,如加強筋的布置。通過參數優化可以在詳細設計階段確定影響產品性能的最重要設計參數,評估產品的可靠性,并基于產品的設計目標和性能要求確定最佳的設計參數。

機器人手臂拓撲優化

挖掘機動臂參數優化

11.3D打印

3D打印增材制造技術由于不需要傳統的刀具和夾具以及多道加工工序,在設備上可快速精密地制造出任意復雜形狀的零件,從而實現了零件“自由制造”,解決了許多復雜結構零件的成形難題,并大大減少了加工工序,縮短了加工周期。而且產品結構越復雜,其制造速度的作用就越顯著。

仿真在線將先進數字樣機技術和先進工藝技術相結合,以CAE仿真分析優化技術為核心競爭力,以增材制造為工藝手段,聚焦于增材制造結構的拓樸、形貌、形狀及參數優化設計,實現多部件融合拓撲最優一體化再設計。

3D打印與數字樣機結合使得正向設計成為現實,在正向設計中,仿真成為設計的前端技術,可以實現增材工藝對于高端裝備和產品的價值最大化,其典型應用如:鏤空蜂窩中空結構設計、優化和仿真分析、校核以及內壁管路、水路、風路最優CFD性能的設計、分析和優化等。

鏤空結構的拓撲優化與增材制造

12.數字雙胞胎

仿真一直被應用于產品設計改進和虛擬測試,并通過模擬運行環境可以幫助改進運行控制系統,但長期以來仿真技術在產品全生命周期的運行維護中的應用和價值卻非常有限,這是因為受制于技術的局限性,比如如何獲取現場數據并與仿真結合,仿真計算如何準確反映現場實際情況,仿真的時效性問題等,這都是阻礙產品全生命周期數字化的技術障礙。

工業物聯網的興起以及仿真技術的飛速發展為解決以上問題提供了可行方案,使得仿真在運營領域發揮更大價值成為可能,數字雙胞胎技術應運而生。數字雙胞胎是在計算機上采用虛擬樣機技術建立的實際產品的虛擬孿生兄弟,伴隨產品全生命周期,形影不離,二者相互依存,相互支撐,保持一致。通過工業物聯網技術將數字雙胞胎樣機模型與現場實際設備狀態參數實時關聯,現場傳感器實現設備運行狀態跟蹤,數字樣機技術建立實際產品的數字模型,并基于降階仿真技術(如零維系統級模擬、三維降階模型等)實現實時仿真,工業物聯網讓工程師能夠通過因特網與安裝于現場設備上的監測傳感器通信,從而捕捉現場運行數據,運行數據上傳工業物聯網進行處理并提取數字樣機需要的數據,數字樣機據此實時校正計算模型,保證仿真模型和現場一致,并通過實時仿真對設備現狀、性能、安全性進行評估,并反饋信息到現場運維系統,從而實現了產品全生命周期的數字雙胞胎實時預測分析和維護,此外,數字雙胞胎還能提供相應的數據,以改善整個生命周期內的產品設計。

仿真在線基于自身對仿真技術的深刻理解和豐富的應用經驗,將CAE多物理場分析技術、系統仿真技術以及監測手段、工業物聯網技術相結合,可以為不同行業的不同產品提供量身定做的數字雙胞胎全生命周期管理系統解決方案,并幫助客戶實施。在數字雙胞胎系統的實施中,結合特定產品特點和運行環境及其涉及到的多學科多物理場仿真問題,采用ROM或MOR降階技術完成數字樣機快速仿真模型開發,結合傳感器采集和各種測試數據,在物聯網大數據平臺分析的基礎上,進行實際產品各個階段的實時數字化并為現場運維提供反饋。數字雙胞胎系統使得仿真應用從產品設計階段走向產品全生命周期,將為客戶產品整個生命周期的運行控制和可靠性管理提供有力的推動和支撐。

開放分享：優質有限元技術文章,助你自學成才