LMS Virtual Lab 平臺(tái)總體介紹.ppt

1、1 copyright LMS International - 2011,Virtual.Lab平臺(tái)概述,1,2 copyright LMS International - 2011,Desktop,LMS Virtual.Lab：統(tǒng)一的3D多學(xué)科分析平臺(tái),Motion,Correlation,Acoustics,LMS Virtual.Lab,Durability,Noise & Vibration,Optimization,Structures,LMS Virtual.Lab Structures 通用有限元前后處理環(huán)境 LMS Virtual.Lab Motion 機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析方案

2、 LMS Virtual.Lab Durability 虛擬疲勞耐久性分析 LMS Virtual.Lab Acoustics 聲學(xué)仿真分析 LMS Virtual.Lab Noise & Vibration 振動(dòng)、噪聲分析 LMS Virtual.Lab Correlation 試驗(yàn)、仿真的相關(guān)性分析 LMS Virtual.Lab Desktop LMS Virtual.Lab的基本平臺(tái)界面 LMS Virtual.Lab Optimization 優(yōu)化設(shè)計(jì)與可靠性分析,各學(xué)科之間無(wú)縫集成，并共享數(shù)據(jù)模型和分析流程,3 copyright LMS International - 2011,

3、LMS Virtual.Lab 基本理念: 多學(xué)科協(xié)同仿真,為CAE工程分析提供一個(gè)完整的集成的多學(xué)科環(huán)境 結(jié)構(gòu)分析, 機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析, 聲學(xué)分析, NVH, 疲勞耐久性分析 統(tǒng)一的易用的用戶界面 設(shè)計(jì)工程師和分析工程師采用同一界面 多文檔界面，全面的可視化環(huán)境 幾何部件和裝配體 分析模型和計(jì)算結(jié)果 特定學(xué)科的后處理 與CAD完全集成 CATIA, UG, Pro-E, I-DEAS Virtual.Lab 的分析與CAD模型完全關(guān)聯(lián) 與行業(yè)通用的標(biāo)準(zhǔn)求解器集成 Nastran, ANSYS, ABAQUS, CATIA Elfini,Noise & Vibration,Dynamics,Du

4、rability,kinematic,strength,4 copyright LMS International - 2011,基于Virtual.Lab的機(jī)械系統(tǒng)多學(xué)科多工程屬性一體化分析,Virtual.Lab Motion,Virtual.Lab Structure,機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)模型,柔性體,載荷/應(yīng)力譜,Virtual.Lab Durability,疲勞分析,載荷/邊界條件 表面振動(dòng),Virtual.Lab NVM/Acoustics,振動(dòng)噪聲分析,5 copyright LMS International - 2011,結(jié)構(gòu)有限元分析 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)與動(dòng)力學(xué)特性,2,6 copyright

5、 LMS International - 2011,LMS Virtual.Lab,Virtual.Lab Structure通用有限元前后處理平臺(tái),強(qiáng)大的有限元前后處理功能 基于CAD模型或基于網(wǎng)格模型的有限元分析 有限元模型與幾何模型完全關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)模型快速更新 從網(wǎng)格劃分到后處理的完整解決方案 優(yōu)異的網(wǎng)格劃分功能 先進(jìn)的連接單元建模技術(shù) 驅(qū)動(dòng)主流有限元求解器，可進(jìn)行線性、非線性和碰撞分析 Nastran (MD, MSC, NX, NEi), ANSYS Abaqus LS-DYNA, Radioss 加強(qiáng)設(shè)計(jì)工程師、分析工程師和專家之間的交流和協(xié)作,Images courtesy of

6、ASCO,7 copyright LMS International - 2011,Virtual.Lab Structure有限元建模特點(diǎn),具有強(qiáng)大的CAD建模、幾何清理功能 能夠直接使用CATIA等CAD模型，幾何格式完全一致，保留所有參數(shù)和特征 直接利用CATIA和自身的幾何清理工具 操作方式與CATIA一致 強(qiáng)大的1D/2D/3D網(wǎng)格劃分功能 有限元網(wǎng)格與幾何模型完全關(guān)聯(lián) 修改幾何參數(shù)時(shí)，有限元網(wǎng)格能夠自動(dòng)更新 定義載荷與邊界條件可以直接定義于幾何對(duì)象或特征上 優(yōu)異的網(wǎng)格質(zhì)量檢查與修正功能 便捷的連接單元建模功能，有效地借助幾何或網(wǎng)格，包括焊點(diǎn)、焊縫等 對(duì)多種求解器的良好支持 所建立的

7、有限元模型在同一平臺(tái)下用于多種用途 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析 疲勞分析 振動(dòng)響應(yīng)分析 多體動(dòng)力學(xué)剛?cè)狁詈戏治?與結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的相關(guān)性分析,8 copyright LMS International - 2011,機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真,3,9 copyright LMS International - 2011,LMS Virtual.Lab Motion 多體動(dòng)力學(xué)仿真主要功能和用途,分析系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性能,對(duì)設(shè)計(jì)改變進(jìn)行快速評(píng)估,對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的載荷進(jìn)行預(yù)測(cè),優(yōu)化操穩(wěn)和平順性能,為疲勞&振動(dòng)&聲學(xué)分析提供載荷邊界條件,與AMESim等進(jìn)行機(jī)電液聯(lián)合仿真,10 copyright LMS International - 2

8、011,LMS Virtual.Lab Motion 多體動(dòng)力學(xué)分析,Virtual.Lab Motion的主要分析功能,運(yùn)動(dòng)學(xué)及干涉檢查,機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的可視化研究 檢查并確定系統(tǒng)零部件在不同工況的操作過程中是否存在運(yùn)動(dòng)干涉，Virtual.Lab Motion可以直接進(jìn)行剛體或柔性體的干涉檢查分析 確定速度、加速度等運(yùn)動(dòng)指標(biāo)保持在設(shè)計(jì)準(zhǔn)則所允許的范圍之內(nèi),動(dòng)力學(xué),通過動(dòng)力學(xué)計(jì)算確定系統(tǒng)內(nèi)載荷，作為進(jìn)一步強(qiáng)度和疲勞等分析的輸入條件 確定系統(tǒng)內(nèi)載荷，包括零部件的約束力和約束力矩等保持在設(shè)計(jì)準(zhǔn)則所允許的范圍之內(nèi) 與控制和電液系統(tǒng)集成進(jìn)行閉環(huán)耦合分析,應(yīng)力/應(yīng)變,機(jī)械系統(tǒng)在操作過程中的動(dòng)應(yīng)力和應(yīng)

9、力集中的可視化研究 確定零部件是否存在疲勞失效問題 確定整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲在允許的范圍之內(nèi),靜力學(xué)與準(zhǔn)靜態(tài)分析,確定機(jī)構(gòu)的靜平衡位置和狀態(tài) 分析和模擬準(zhǔn)靜態(tài)過程,逆動(dòng)力學(xué)分析,通過已知的運(yùn)動(dòng)反算系統(tǒng)載荷,模型線性化與頻響分析,對(duì)多體模型進(jìn)行線性化，并進(jìn)行多體模態(tài)分析,Virtual.Lab Motion具有專門的干涉檢查功能，是所有多體軟件中獨(dú)有的！,11 copyright LMS International - 2011,Virtual.Lab Motion幾何接口與自身建模功能,CAD軟件接口 可以直接導(dǎo)入各種通用格式或通用軟件的CAD模型，包括STEP, IGES, ProE,

10、UniGraphics, ParaSolids, Autodesk Inventor, CATIA V4 & V5等 直接使用CATIA V5的幾何造型能力 可以直接使用現(xiàn)有的CATIA V5模型 或者通過Virtual.Lab集成的CATIA V5基于特征的幾何造型功能建立幾何模型，從線框模型到實(shí)體模型,注意: 使用Virtual.Lab Motion時(shí)，無(wú)需具備CATIA V5，Virtual.Lab中帶有最新的CATIA V5，并且會(huì)自動(dòng)安裝在本機(jī)上,12 copyright LMS International - 2011,Virtual.Lab Motion求解器特點(diǎn),高效DAE（微

11、分代數(shù)方程）求解器 包含自遞歸和標(biāo)準(zhǔn)求解方法 柔性體仿真 并行求解和批處理求解方式 Sparse linear equation solvers are fast快速的稀疏線性方程組求解器 Harwell/帶狀/稀疏求解器顯示出比立方次更好的性能 迭代線性求解器 應(yīng)用于剛?cè)狁詈隙囿w動(dòng)力學(xué)模型的求解 顯式和隱式數(shù)值積分方法 隱式BDF理論能加速高阻尼模型的求解 顯式PECE理論適用于不連續(xù)模型的求解 導(dǎo)出實(shí)時(shí)多體模型 與AMESim, Matlab, Easy5, DSH+等聯(lián)合仿真 LMS開發(fā)了適合于聯(lián)合仿真的積分算法 可驅(qū)動(dòng)Nastran, Ansys, IDEAS, Abaqus,13 c

12、opyright LMS International - 2011,豐富的后處理功能,干涉檢查,二維曲線跟蹤三維動(dòng)畫過程,體積掃描,構(gòu)件應(yīng)力和變形顯示,力矢量動(dòng)畫場(chǎng)景,通用后處理工具 豐富的圖像顯示和查詢功能 矢量力，體積掃描，3D/2D組合顯示，干涉檢查，應(yīng)力變形圖形顯示，攝像頭跟蹤，點(diǎn)軌跡，比例運(yùn)動(dòng)，彈簧圖形顯示等 應(yīng)力應(yīng)變動(dòng)態(tài)數(shù)值顯示！ 專業(yè)后處理功能 懸架 整車 數(shù)學(xué)運(yùn)算和轉(zhuǎn)換 輸出和導(dǎo)入曲線,14 copyright LMS International - 2011,Virtual.Lab Motion專用干涉檢查功能,Virtual.Lab Motion中帶有專門的干涉檢查功能 完

13、全自動(dòng)化 能夠直接顯示并輸出干涉位置 能夠輸出運(yùn)動(dòng)軌跡曲線，并生成幾何曲線對(duì)象 能夠輸出運(yùn)動(dòng)包絡(luò)空間，生成對(duì)應(yīng)的幾何對(duì)象,15 copyright LMS International - 2011,Virtual.Lab Motion剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)分析,目的 提高動(dòng)力學(xué)模型的分析精度； 考察物體真實(shí)工況下的變形和應(yīng)力分布； 分析系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性； 結(jié)合Virtual.Lab其它模塊，分析系統(tǒng)的疲勞、振動(dòng)和噪聲性能； 本質(zhì) 拓寬了動(dòng)力學(xué)模型的頻率范圍 基本原理 模態(tài)疊加法(craig bampton 模態(tài)) 變形是模態(tài)振形的線性疊加 固有模態(tài)：考慮構(gòu)件的自由振動(dòng) 靜模態(tài)：考慮構(gòu)件上由于局部加載

14、引起的變形 正交模態(tài)：CB模態(tài)，滿足精確快速求解需要,16 copyright LMS International - 2011,Virtual.Lab Motion 柔性體建模能力,VL Motion的柔性體分析能力與特點(diǎn) 直接導(dǎo)入外部求解器的模態(tài)集生成柔性體 在VL Motion中通過高級(jí)柔性體功能自動(dòng)化整個(gè)柔性體生成工程，自動(dòng)生成網(wǎng)格、單元屬性、自動(dòng)探測(cè)約束并生成界面點(diǎn)（Interface Point）約束、自動(dòng)驅(qū)動(dòng)有限元求解器、自動(dòng)完成剛?cè)嶂脫Q 直接導(dǎo)入外部測(cè)試系統(tǒng)（如LMS Test.Lab）的模態(tài)測(cè)試結(jié)果 強(qiáng)大的剛?cè)狁詈稀側(cè)峤佑|、柔柔接觸分析能力 VL Motion求解器DADS

15、是最早開發(fā)柔性體建模和仿真功能的多體動(dòng)力學(xué)求解器，在柔性體建模和分析能力方面一直處于領(lǐng)先水平，尤其是在高頻問題的計(jì)算上，精度和效率最高,17 copyright LMS International - 2011,Virtual.Lab Motion支持以試驗(yàn)?zāi)B(tài)創(chuàng)建柔性體,Virtual.Lab Motion可以直接將試驗(yàn)?zāi)B(tài)的結(jié)果數(shù)據(jù)讀入，并生成柔性體，支持Test.Lab等試驗(yàn)分析系統(tǒng),18 copyright LMS International - 2011,剛性接觸和柔性接觸,LMS Virtual.Lab Motion有豐富接觸力單元，滿足不同精確程度接觸關(guān)系建模要求 剛性接觸 剛?cè)?/p>

16、接觸 柔性接觸 高效精確的DADS求解器滿足滿足工程上快速求解復(fù)雜接觸問題的需求,多種接觸 球?qū)η?球?qū)炱矫?球?qū)剞D(zhuǎn)平面 拉伸平面對(duì)回轉(zhuǎn)平面 任意CAD幾何實(shí)體接觸 柔性體接觸,2,1,最早開發(fā)出剛?cè)?、柔柔接觸功能的多體動(dòng)力學(xué)軟件，計(jì)算精度和效率高,19 copyright LMS International - 2011,Virtual.Lab Motion接觸超單元技術(shù)顯著提高接觸計(jì)算效率,Virtual.Lab Motion提供獨(dú)特的接觸超單元技術(shù)，能夠方便快速地定義多個(gè)物體對(duì)一個(gè)物體、多個(gè)物體對(duì)多個(gè)物體之間的接觸 顯著提高接觸定義的速度和計(jì)算效率,20 copyright LMS

17、 International - 2011,Virtual.Lab Motion齒輪組建模工具模板,定義 基于一個(gè)統(tǒng)一界面完成整個(gè)齒輪組的創(chuàng)建 可以創(chuàng)建部件、運(yùn)動(dòng)副、嚙合力和整個(gè)齒輪組的幾何模型 采用解析嚙合力模型 (Cai, ISO) 考慮接觸剛度變化和齒隙影響 輪齒寬度變化 接觸輪齒數(shù)目變化 支持的齒輪類型 直齒輪和斜齒輪 內(nèi)嚙合和外嚙合 行星齒輪 優(yōu)點(diǎn) 簡(jiǎn)單易用 求解速度快，齒輪嚙合力準(zhǔn)確 自動(dòng)生成詳細(xì)的齒輪幾何模型 預(yù)測(cè)齒輪傳動(dòng)的載荷和傳動(dòng)精度 計(jì)算的載荷可以進(jìn)一步用于VL Durability疲勞和VL NVH振動(dòng)噪聲分析,基于專用的齒輪建模模板創(chuàng)建完整的齒輪系統(tǒng),21 copyri

18、ght LMS International - 2011,VL-MOT.09.1,預(yù)測(cè)并優(yōu)化復(fù)雜3維繩索/帶/鏈系統(tǒng)的載荷和動(dòng)力學(xué)性能,LMS Virtual.Lab Motion 纜繩/鏈條/帶傳動(dòng)建模分析工具,功能 分析復(fù)雜3維纜繩/繩索/帶/鏈的動(dòng)力學(xué)性能 主要特點(diǎn) 專用的參數(shù)化繩索類/鏈條類建模工具和遞歸算法，加快建模和求解速度 完全的3維繩索/鏈條/帶，繩索路徑不限制在平面內(nèi) 可以分析繩索/帶的彎曲、扭轉(zhuǎn)和拉伸力 可以分析繩索/帶與導(dǎo)軌或滑輪之間的接觸力 價(jià)值 自動(dòng)完成繩索/帶建模流程 精確模擬繩索/帶系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性 優(yōu)化繩索系統(tǒng)設(shè)計(jì),22 copyright LMS Intern

19、ational - 2011,VL-MOT.14.1,方便建立復(fù)雜的履帶模型并分析其動(dòng)力學(xué)特性,LMS Virtual.Lab Motion 履帶車輛建模能力,功能 包含多種履帶車輛（包括工程機(jī)械、坦克等軍用車輛）的建模方法和建模工具，對(duì)履帶車輛的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行建模、仿真和分析 主要功能 專用的履帶建模工具和模板化方法，加快建模過程 包含適用于不同分析的建模方法，包括較簡(jiǎn)單的適用于穩(wěn)態(tài)分析和操穩(wěn)計(jì)算的超單元方法和復(fù)雜的適用于動(dòng)態(tài)計(jì)算和詳細(xì)載荷分析、疲勞分析和NVH計(jì)算的離散方法 VL Motion具有絕對(duì)坐標(biāo)建模的拉格朗日方法和相對(duì)坐標(biāo)建模的遞歸算法，在履帶和纜繩計(jì)算中，自動(dòng)遞歸算法可以顯著提

20、高求解速度 主要價(jià)值 方便地建立和分析復(fù)雜的履帶機(jī)構(gòu)模型 預(yù)測(cè)履帶車輛的動(dòng)力學(xué)特性和載荷 快速進(jìn)行深入分析,23 copyright LMS International - 2011,VL-MOT.17.1,基于虛擬樣機(jī)預(yù)測(cè)懸架系統(tǒng)的真實(shí)性能,LMS Virtual.Lab Motion懸架建模與運(yùn)動(dòng)分析,主要用途 分析懸架系統(tǒng)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)和載荷 主要功能和特點(diǎn) 專用的懸架建模模板 不同的可視化功能 專用后處理功能 價(jià)值 通過專用模板加速懸架建模 運(yùn)動(dòng)分析和硬點(diǎn)位置優(yōu)化等，減少開發(fā)時(shí)間 可以在車輛操縱穩(wěn)定性分析、舒適性分析和疲勞耐久性分析之間快速轉(zhuǎn)換 (LMS Virtual.Lab Durab

21、ility 和 N&V),24 copyright LMS International - 2011,VL-MOT.13.1,LMS Virtual.Lab Motion整車建模,用途與目標(biāo) 對(duì)整車的操縱穩(wěn)定性、平順性和疲勞耐久性進(jìn)行仿真分析 主要功能 與CATIA V5完全集成 模塊化建模：基于子系統(tǒng)模型組合形成整車模型 工況 標(biāo)準(zhǔn)ISO工況 開會(huì)和閉環(huán)(集成IPG-DRIVER) 輪胎模型，包括TNO 輪胎、 CDTire (RMOD-K)等 專用后處理功能 控制系統(tǒng)仿真 (聯(lián)合仿真) 實(shí)時(shí)仿真能力 價(jià)值 對(duì)車輛動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行精確模擬和了解 可以方便地?cái)U(kuò)展升級(jí)到舒適性分析和疲勞耐久性分析模

22、型 (LMS Virtual.Lab Durability 和 N&V),25 copyright LMS International - 2011,Virtual.Lab Motion子機(jī)構(gòu)裝配功能,功能及優(yōu)點(diǎn) 使用子結(jié)構(gòu)裝配功能可以將不同子機(jī)構(gòu)裝配成一個(gè)系統(tǒng) 快速對(duì)基于同一平臺(tái)上的不同系列產(chǎn)品進(jìn)行建模和分析 通過設(shè)計(jì)表格可便捷的管理和控制子系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)關(guān)系以及其激活狀態(tài) 該功能可應(yīng)用于任何工業(yè)行業(yè)產(chǎn)品的多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型建模,+,+,=,26 copyright LMS International - 2011,Virtual.Lab Motion二次開發(fā)與客戶化定制,Virtual.La

23、b具有極強(qiáng)的二次開發(fā)和客戶化功能 Virtual.Lab Motion二次開發(fā)與客戶化定制主要包含三個(gè)方面 用戶自定義子程序/自定義力 通過基于VB腳本的錄制和編輯實(shí)現(xiàn)分析流程的模板化和自動(dòng)化 基于VBA進(jìn)行專用工具定制，驅(qū)動(dòng)Virtual.Lab 在客戶化定制方面，由于Virtual.Lab Motion采用通用的簡(jiǎn)單的VBA語(yǔ)言，并且可以進(jìn)行建模過程的腳本錄制，因此定制非常方便，功能比同類軟件強(qiáng)大,27 copyright LMS International - 2011,Virtual.Lab Motion 總結(jié),LMS Virtual.Lab Motion 的特點(diǎn) 高效、穩(wěn)定且經(jīng)過長(zhǎng)期工程實(shí)踐驗(yàn)證的求解器（DADS），內(nèi)嵌經(jīng)典拉格朗日方法和遞歸算法，可以自動(dòng)選擇算法，最大化地提高了計(jì)算速度，尤其是對(duì)于鏈條、履帶等類型的模型 出色的剛?cè)狁詈隙囿w建模技術(shù) 自動(dòng)柔性化功能，網(wǎng)格劃分、模態(tài)計(jì)算以及剛?cè)狁詈锨蠼庾詣?dòng)完成，不需要第三方軟件參與； 導(dǎo)入外部柔性體文件（Patran,Nastran,Ansys,Abaqus,Hypermesh等），并支持后臺(tái)驅(qū)動(dòng)Nastran和Ansys計(jì)算CB模態(tài)； 導(dǎo)入試驗(yàn)的模態(tài)信息，