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案例分享 | 不依靠CAD几何模型,也可快速改进船体设计

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借助MSC Apex的“从网格生成几何”工具,DOCAN Co.工程师能够使用现有的有限元模型为基础来更改设计,而不必完全重新设计。


在工程咨询领域,时常遇到艰巨且几乎不可能完成的任务,加之时间短,客户压力大,需要快速给予答案。作为工程顾问,被视为所有答案的来源,必须尽快提供解决方案。


这就是位于英国诺斯维奇的DOCAN工程师的日常,他们专门从事能源行业中大型结构的设计和分析。


最近,由于操作员希望在FPSO(浮式生产储卸油船)的一个模块中安装一个新的甲板贯穿件, DOCAN的工程师需要对FPSO进行改造,并且需要确认改动方案与最初验证的设计相比,具有足够的结构性能。
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FPSO的典型示例


挑战

对FPSO的改造,没有现成的CAD几何为依据,只有现成的网格文件,即Nastran .BDF文件,这是几十年前验证原始设计并最初构建FPSO时就已进行了分析和存储的文件。
“有限元模型背后没有基准几何图形可能会很困难。很多情况下,由于困难度很大,从头开始设计CAD反而更容易,但这会浪费大量的时间、精力和金钱,” DOCAN技术总监Richard Carroll表示,“目前,最好的方式是对FE模型进行修改,然后验证新设计,而以往其他有限元分析预/后处理器可能很难做到这一点。
幸运的是,MSC Apex满足这一需求。该软件支持导入有限元模型并可快速对其进行修改。而且由于不需要重新构建整个模型,质量检查的验证和周期非常快。比使用全新的有限元模型要快得多。”


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典型的FPSO处理模块的示例,其插入到FPSO的顶部


解决方案

使用MSC Apex的“从网格生成几何”工具,DOCAN工程师能够使用现有的有限元模型,而不必完全从头开始设计。
MSC Apex可以导入没有几何体的孤立网格,从现有网格对几何体进行逆向工程,然后使用现有工具来修改模型(例如使用“曲面拆分”工具来创建DOCAN客户想要的甲板贯穿件),就好像CAD几何图形早就存在一样。 
不需要新的工具即可完成工作,帮助DOCAN工程师快速进行结构方面的工作,从而节省时间。
“ 对于终端客户,有成本优势,而对于咨询公司(即DOCAN)则有一箭双雕的业务。双赢。”


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MSC Apex中“网格生成几何”工具 

导入孤立的有限元模型,并从现有节点和单元中重新创建几何

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典型的FPSO处理模块的示例,其放置到FPSO的顶部


结果

通过仅为需要的截面重新创建几何图形,其余的有限元模型保持不变,节省了许多时间,可以来进行审查和验证新设计。由于与原始分析的唯一变化是添加了甲板贯穿件的区域,与重新构建的全新有限元模型相比,分析审查和认证的速度要快得多。
但是,这并不是Richard和团队分析的结束–事实上,这只是一个非常可喜的开始。由于DOCAN是MSC One的租赁客户,他们可以使用整个MSCOne分析工具套件,包括世界级的非线性分析软件包Marc。
Richard说,“MSC Apex与MSC套件的许多其他部分的无缝集成意味着我们可以将注意力集中在任务本身上,而不必在实际解决手头的问题之前,先深入研究所有技术。
“我们很忙碌,并且项目时间短,但是我们有了一个巨大的优势,因为MSC One涵盖了如此多的技术。自从了解了MSC Apex,它为Nastran&Marc提供了入口,我便希望将其放入我们的‘宝库’。”


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最初将文件导入了MSC Apex,并迅速进行了修改和重新认证


关于DOCAN

DOCAN是一家工程咨询公司,拥有一支经验丰富的专业工程师、设计师和顾问团队。他们的主要经验是应用先进的工程技术。DOCAN与多家全球公司建立了合作伙伴关系,为全球客户提供咨询、培训、开发和分销尖端解决方案。提供的解决方案涵盖了工程生命周期所需的一切,包括数学建模、工厂设计、压力系统和管道设计、应力分析、多物理、热学、流体动力学、系统建模等。

DOCAN工程师曾在大多数受管制的行业中完成了大型和小型项目。包括定制研发、大型FEED研究、详细工程设计到逆向工程、适用性和退役(武器等)研究。


理论科普仿真体系网格处理MSC Apex
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首次发布时间:2021-07-07
最近编辑:3年前
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