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LMS Virtual.Lab第11版新功能
2012-07-10 09:33:14  作者:LMS公司市场部  来源:CAD/CAM与制造业信息化
  • 2012年,LMS公司发布了LMSVirtual.Lab11版本,新版本在延续以往优势功能(如优秀的用户交互界面、多学科系统仿真平台、独一无二的混合仿真技术以及仿真与试验的紧密结合等)的基础上,进一步丰富和完善了仿真平台各个模块的应用功能和分析能力,为用户提供了更多、更实用、更强大的仿真方法和工具。

  LMSVirtual.Lab是业界著名的三维多学科集成仿真平台,自2000年推出以来,功能日益丰富。包含完整的结构、振动、声学、多体动力学、疲劳、混合仿真分析和优化设计等分析能力,是全球第一个能够将多学科仿真、CAD/CAE完全集成在统一环境下的仿真平台,广泛地应用于航空航天、汽车、船舶、重工机械、铁路、家电、能源和通用机械等先进制造领域。

  一、LMS Virtual.LabAcoustics

  作为市场上先进、成熟的声学分析软件,并不要求使用者是声学专家。LMS Virtual. Lab Acoustics作为全球声学振动领域设计、故障诊断、优化的领导产品,其功能强大,从车内声场预测到结构外部声场分析,甚至计算混响声场作用下的结构响应,帮助噪声控制工程师优化产品的声振特性,如图1所示。

11版本中,Virtual.LabAcoustics新增以下特点。

  1.新增结构求解器

  结构求解器具有结构模态分析、结构湿模态分析、结构频率响应以及声振耦合直接响应分析等功能,支持体、梁、壳及连接等单元,支持各向同性、各向异性、粘弹性以及频率相关材料参数属性。Virtual.LabR11将具有更加完备和强大的振动声学分析能力,在同一环境下能够对复杂结构的振动、声学及耦合声振问题进行分析,极大地提高了用户分析过程的软件操作便捷性以及传递数据的可靠性和兼容性。同时,耦合声振直接求解器包含了结构阻尼、频率相关的结构材料属性,结合原有模态声振耦合求解器中的模态阻尼、频率相关的流体材料属性,全方面考虑了动力学响应问题的重要模型细节,使得计算结果更加接近实际。

  2.新增RayAcoustics非耦合声振分析功能

  RayAcoustics非耦合声振分析功能能够实现从低频高频全频段快速计算能力,同时采用ATV(声学传递矢量)技术提高计算效率,并支持增强的吸声板属性、背景噪声声源,使得计算模型更加精细以及具有更多的边界属性。

  3.新增自动矩阵级和频率级混合并行计算功能

  混合并行计算功能充分发挥两种并行的优势,有效提高了计算效率和能力,增强对资源调度管理软件的支持。

  4.新增直接计算耦合噪声传递函数功能

  边界元和有限元模块能够直接计算基于模态或者直接耦合噪声传递函数功能,提高了用户操作的便捷性,耦合噪声传递函数能够进一步提高声学传递路径分析的可靠性。

  5.新增流体噪声分析功能

  新增表面偶极子声源间接边界元、有限元计算能力,优化边界条件处理,极大提高求解效率和精度,同时新增了剪切层声场分析功能,如图2、图3所示。

  6.新增材料属性、边界定义

  新增材料属性、边界定义,包括吸声材料温度梯度属性,支持有限元边界面定义功能,以及自动识别和移除有限元重叠面功能。

  7.新增声场前后处理功能

匹配声学网格处理功能具有自动识别不协调网格及间隙的能力,极大地方便了具有不同流体属性区域、传递导纳属性两侧等声场有限元网格的划分,如图4、图5所示。新增凸网格生成功能,具有自动生成结构表面声场网格(凸网格)能力。扩展混响场作用至任意结构表面,新增自动计算面板传递损失功能。

  二、LMS Virtual.LabNoise&Vibration

  这是全球第一套系统级振动噪声分析及混合建模和优化的解决方案,如图6所示。它集成了LMSTPA/FBSLMSGatewayLMSSysnoise中已经验证了的技术内核。将部件的有限元模型、试验模态模型和FRF模型装配成Hybrid(混合)模型,提供了极大的应用灵活性和方便性,使工程师在设计早期即可进行精确的振动噪声问题的分析。

11版本中,Virtual.LabNoise&Vibration新增以下特点。

  1.改善模型处理功能

  增强局部(用户)坐标系在前后处理中的作用,方便载荷定义、约束定义及沿特定方向视图等操作。新增力矢量,如作用于电机定子上的作用力。新增压力矢量,可用于声振耦合分析载荷的施加。

  2.新增链接方式

新增模态综和、修正预测和传函子结构功能中,单点约束、部件刚性以及多点约束等连接方式,这些连接方式可以用于齿轮型、万向节等链接机构,如图7所示。

  图7

  三、LMSVirtual.LabStructures

  本模块提供了一套完善的、基于有限元网格的前处理

  功能,与CATIAV5以及开放的SIMULIA平台无缝集成,扩展并完善其CAE功能,为系统建模和有限元前/后处理提供完整、独立的集成环境。这些功能可以让设计和工程团队在同一环境中对部件和系统的结构特性及性能进行分析,同时还能与初始的CAD模型保持紧密的联系。

  在11版本中,Virtual.LabStructures新增以下特点。

  1.增强ANSA网格划分批处理功能

  增强ANSA网格划分批处理功能,包括:支持采用ANSA的焊点检查功能;支持碰撞时间步质量检查标准;支持ANSA版本到13.2.X

  2.增强结构分析软件前处理功能

增加Nastran声振求解器以及Sol200求解器前处理功能;支持Abaqus焊点输入及版本至6.11;增加RADIOSS复合材料、夹层板和螺栓等材料或者属性;增加装配模型切割和模型等效等功能,有效提高了有限元计算效率;增强了用户定制功能,如图8所示。

  图8

  四、LMS Virtual.LabMotion

  多体动力学仿真解决方案,基于高速成熟的LMSDADS求解器,具有出色的刚柔混合仿真性能和高频求解能力,是专为模拟机械系统的真实运动和载荷而设计的,它还可以与控制和液压系统连接在一起(MatlabEasy5Matrix)共同完成创建更为完整的系统级动力学仿真分析。

  在11版本中,Virtual.LabMotion新增以下特点。

  1.LMSVirtual.LabComposer——实现专业应用的客户化定制

  LMS Virtual.LabComposer可以很方便地对工业专业应用进行用户定制。定制平台通过读入数据,对不同的设计变量进行求解及结果后处理使仿真过程流程化。这些应用由LMSVirtual.LabMotion中创建的模板模型库构建而成,这经常由多体专家来完成。LMSVirtual.LabComposer支持拖放式GUI创建,使得用户对应用定制进行快速设计成为可能。

  2.全新开发的LMSVirtual.LabMotion行驶动力学模板

基于LMSVirtual.LabComposer框架开发的行驶动力学模板为所有车辆动力学分析提供专业的界面,如图9所示。在进行底盘设计时可以实现车辆选择、建模、求解和后处理。该应用模块也可以帮助用户基于行驶动力学性能对车辆子系统(悬架、转向和传动系统)进行优化。此外,该应用模块可以方便地进行用户定制以满足in-house流程和仿真要求。

  图9

  3.LMSVirtual.LabMotion板簧建模模板

Virtual.LabMotion集成板簧建模模板,其提供了快捷、方便的界面,简化了复杂的板簧建模过程,如图10所示。VLMotion板簧模板考虑了板簧的几何参数、材料特性以及各片之间的接触力和摩擦力。通过在Virtual.Lab Motion的板簧建模模板中输入参数,可以方便地在Virtual.LabMotion中创建板簧模型,并对板簧的特性进行计算和验证。创建好的板簧模型可通过Virtual.LabMotion中提供的子机构装配功能添加到悬架和整车模型中。由于Virtual.Lab Motion内嵌有CATIA建模环境,具备完整的几何装配功能,这使得整个板簧模型空间定位和装配操作十分简单方便。只需一步操作,即可实现CAD意义上的位置装配和CAE意义上的拓扑关系连接同时完成。

  图10

  4.LMSVirtual.LabMotionTWR功能的进一步完善

MotionTWR时域波形复现技术是LMS公司一项独有的技术,可以通过已有车型的道路试验反算道路不平度激励信息,对当前开发车型进行道路试验仿真,获得更真实的构件动载荷,如图11所示。这种方法的好处是:可以避免无约束整车模拟中的翻滚问题;②可以避免使用复杂的轮胎、路面和驾驶员模型;③可以基于现有车型的道路试验数据,准确预测当前开发成型的路面不平度激励和道路载荷。新版本的MotionTWR进一步提高了载荷迭代的精度和稳定性,并添加了新的算法,丰富了系统传递函数识别的方法。

  5.LMSVirtual.LabMotion实时功能进一步改进LMS Virtual.Lab Motion提供强大的硬件在环实时仿真能力,开发专业的模型分解技术以实现求解器多核并行求解,从而解决了复杂多体动力学模型实时求解速度的瓶颈,如图12所示。支持输出标准独立的C代码模型和Matlab/SimulinkS-function两种格式。当前广泛应用的实时仿真环境如dSPACERT-LabxPCLabView等完全兼容,该技术已经在DaimlerOEM得到了成功应用。

  五、LMSVirtual.LabDurability

  基于LMSFALANCS求解器,通过和系统级多体动力分析的无缝集成,LMSVirtual.LabDurability将疲劳分析从部件级提升为系统级,将关键部件放在其所处的动力学系统中,从而分析系统参数的变化对不同部件疲劳寿命的影响。同时,其提供了基于多种CAE软件和试验载荷的接口和驱动程序。

11版本中,Virtual.LabDurability新增以下特点。

  1.LMSVirtual.LabDurability热疲劳功能

  LMSVirtual.LabDurability具有专门的热疲劳求解功能,可以考虑高温、材料蠕变等因素对疲劳的影响。适用于需要综合考虑机械载荷和热载荷作用金属构件的疲劳寿命分析。例如汽车发动机疲劳分析、动力总成疲劳分析、进排气系统疲劳分析以及航空发动机疲劳分析。LMS专门开发了对应的算法以节省计算时间,从而显著提高热疲劳计算精度。

  2.LMSVirtual.LabDurability有效应力法

  LMSVirtual.LabDurability最新开发的有效应力法,能自动考虑焊缝缺口的尺寸效应,极大的扩展了焊缝疲劳寿命分析应用的范围,可以焊缝钣金从非常薄(1mm以下)到非常厚(100mm以上)厚度。

  LMS Virtual.Lab11版本提供了大量的创新性分析功能,可以满足不同工业领域的应用需求。在客户需求和市场发展的驱动下,Virtual.Lab11版本的开发重点主要集中于扩展产品功能,应对新的市场需求以及改善客户的开发流程。同时,通过帮助客户大幅缩减开发成本和开发周期,Virtual.

  Lab11版本为客户带来了实实在在的利益,最终帮助客户完成一次性设计成型的转型。


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