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机械仿真

预测结构、声学、运动等多个物理学科的详细产品设计的机械性能。高效地对仿真模型进行快速预处理和后处理,以获得准确、快速的仿真求解器,从而将更多时间用于工程创新。

Simcenter 机械仿真

对复杂性进行建模,减少原型

使用机械仿真工具可以:

  • 预测多个物理领域的机械性能,减少对物理样机的依赖
  • 加快仿真过程,快速评估产品性能并对设计进行迭代
  • 利用行业前沿求解器进行精确可靠的仿真,提高计算性能和可扩展性
  • 通过集成式仿真工具简化复杂的多物理场分析

Simcenter 机械仿真功能

FE 预处理和后处理

仿真过程包括模型准备(通常称为预处理)和结果分析(通常称为后处理)两个步骤。预处理步骤包括导入、去特征和清理 CAD 几何体,创建有限元 (FE) 网格,定义载荷和边界条件以及求解参数。预处理通常是仿真过程中最长、最耗时的步骤。

Simcenter 为您提供所需的工具,可以减少分析模型的准备时间,从而有更多时间用于结果评估。使用专门针对 CAE 几何体编辑、综合网格划分、有限元装配管理、多 CAE 解算器环境和快速仿真结果后处理和报告的工具,迅速从多 CAD 几何体数据转变为完整、可用的分析模型。高效地对仿真模型进行快速预处理和后处理,以获得准确、快速的仿真求解器,从而将更多时间用于工程创新。

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车架的 3D 模型(带有热图)。

结构分析

了解组件或产品装配在应力或振动下的反应对任何行业而言都至关重要。但是,随着产品和材料变得愈发复杂,简单的线性静态分析工具已难以满足工程师们的需求。Simcenter 可为您提供结构分析软件,帮助您在单一用户环境中对各种应用进行仿真。您不再需要分别为线性静力学分析、疲劳分析以及非线性分析准备单独的工具。因此,工程部门可以整合结构分析工具,而您只需要了解一个用户界面。

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图为 Simcenter Nastran 结构分析软件。

结构动力学

大多数机器和车辆都会受到振动和其他激励,从而影响其结构性能。过去,物理测试方法用于了解各种产品的结构动态。但是,测试既费钱又费时,而且对于飞机或船舶等大型结构来说可能不太可行。仿真已成为理解汽车、航天器、喷气发动机、船舶、电子设备和工业机械结构动力学的关键技术。

Simcenter 提供了全面的解决方案,用于了解、分析和改进系统在承受动态载荷时的响应。Simcenter 以 50 多年的动力学分析经验为基础,使您能够有效地理解和避免过度振动和应力。专用功能可用于噪声、振动与声振粗糙度 (NVH) 工程、转子动力学和相关性。

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使用 Simcenter 3D 软件对机械设备进行的 CFD 仿真。

声学仿真

客户是否期待更安静的产品?竞争对手是否正通过改进音质获得竞争优势?日趋严格的噪声排放法规是否影响产品销售?是否希望缩短用于预测声场的时间?是否希望发动机升速试验等复杂工作所用的时间能缩短数周?

声学软件可以帮助您克服这些挑战。Simcenter 在集成式解决方案中提供内场和外场声学分析,帮助您在早期设计阶段做出明智决策,从而能够优化产品的声学性能。可扩展的一体化建模环境与高效的解算器和易于解读的可视化功能结合在一起,让您能够快速洞察产品的声学性能。

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电机 3D 模型,带有显示声音振动的热图。

耐久性和疲劳分析

毫无疑问,耐久性工程师面临的挑战性任务就是以高效的方式设计出具备失效防护机制的组件和系统。疲劳强度不足的系统部件可能会导致永久性结构损坏,并可能危及人身安全。错误可能会导致产品召回,给产品和品牌形象带来负面影响。更短的开发周期和不断提高的质量要求已经使基于测试的耐久性方法达到极限。使用耐久性软件方法执行仿真来评估和完善耐久性性能是有效的替代方法。

Simcenter 能够通过先进的疲劳分析方法快速、准确地进行疲劳寿命预测分析,同时兼顾真实载荷情况。

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带有用于应力测试热图图层的机器零件 3D 图像

运动仿真

对于复杂的机械系统,如机翼襟翼或起落架、滑动天窗或悬挂装置,或复印机和其他机械装置,了解其工程性能具有挑战性。运动仿真利用多体动力学计算机械系统的反作用力、扭矩、速度、加速度等。您可以直接将 CAD 几何体和装配约束条件转换为精确的运动模型,也可以从头开始创建自己的多体模型。通过嵌入式运动求解器和强大的后处理功能,您可以研究各种机构行为。

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电容器的 3D 模型

轮胎仿真与测试

轮胎是一种复杂而高度非线性的车辆部件,对于车辆行为有着显著的影响。随着市场上车辆模型数量的不断增加,需要测试和验证的可行用例数量也在不断增加。这一不争的事实与缩短开发时间的需求,亟需进行更多仿真,而非物理车辆测试。

轮胎性能建模需要大量经验和专业技能。因此,Simcenter 为工程师们提供了可扩展、可定制的解决方案。其最终目标是进行仿真,准确表示轮胎力和力矩,从而将其传递到多种车辆性能仿真中。

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轮胎的 3D 图像

热仿真

热管理是包括工业机械、汽车和消费电子产品在内的各式产品要首先考虑的事项。任何热管理解决方案的目标都是将产品温度维持在性能顶峰的范围内。实现这一目标可能要求以被动或主动管理的方式减少或增加热量,热仿真软件可用于对此进行评估。

Simcenter 包含了综合齐全的出色热仿真功能,可帮助您了解产品的热特性,继而调整您的热管理解决方案以优化性能。

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Simcenter 热管理仿真的视觉效果图。

多物理场

现代工程中存在一个令人不安的现象,即存在的所有问题都很棘手。仅仅执行“一些 CFD”或“一些应力分析”已不足以满足行业需求。复杂的工业问题需要一种跨多元物理现象的解决方案才可解决,这些现象通常只能通过跨多个工程学科的仿真技术来解决。

Simcenter 可以帮助您简化多物理场仿真,从而更准确地仿真真实条件。

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带有热图的机器零件 3D 模型

增材制造构建仿真

增材制造 (AM) 正在改变产品的制造方式。焕然一新的机器和工艺正迅速将 AM 从原型环境推向生产车间。Simcenter 的增材制造功能可帮助您在打印零件之前预测变形和缺陷情况,从而减少测试打印次数,并提高最终打印的质量。

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一名女子正在计算机前创建 3D 构建仿真

乘员安全仿真

乘客和行人的安全对于设计而言至关重要。这些方面的安全性决定了是否能够批准车辆。因此,在车辆投放市场之前,必须进行彻底的原型试验。但是,这种试验成本高昂,并且可能造成重大延误,尤其是如果确实存在问题的话。为此,车辆制造商尝试通过仿真进行前端研究和分析,从而试图节省原型制作时间和成本。

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图为 Simcenter 乘员安全仿真软件,该软件提供准确有效的仿真技术以设计更安全的车辆。

设计空间探索和优化

要想在创新的竞赛中保持领先,工程师需要能够快速预测出设计更改对产品的实际性能所造成的影响。工程仿真为您提供了一种先进方法,该方法可经济高效地评估您的产品在预期操作条件下的具体性能。

设计探索和优化解决方案将仿真提升到一个新的水平,从而产生性能优异的创新产品设计。

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一个机械零件的五种不同设计

柔性管道、软管和线缆

许多机器通常都有软管或线缆需要穿过移动的机器,因此必须了解这些线缆和软管在运行过程中会如何移动。软管会打结吗?电线会弯曲或断裂吗?

Simcenter 不仅可以帮助您回答这些问题,还能解决更多问题。

汽车制动系统的 3D 模型