文 | 喻强
图 | 来源互联网
结构静力仿真现状
■ 结构静力出现失效的问题并不突出,主要是因为国内静力设计主要采用保守设计方法,强度裕度较大,但保守设计已经不能很好满足新一代创新设计要求;
■ 新一代设计要求,无论是从降低产品材料成本上,还是从能源消耗经济性上,又或者产品的美观、可易护性上,都对静力学性能提出了精益的要求,需要研发人员对产品的静力学性能达到深度了解,而不是只满足于不失效;
■ 借助3D打印等先进加工手段,部分企业在产品静力设计上实现了颠覆式的结构研发,将采用传统保守设计的企业拉开了巨大的差距,这也促使了更多企业重新审视精确静力仿真的重要性。
SimV&Ver Static静力学验模流程
■ 首先在一致性分析CAST模块中,读入需要修正的仿真模型和结果,并根据初步仿真的结果,在仿真结果文件上直接点选试验测点,并自动生成试验大纲,发布给试验人员;
■ 试验人员根据试验大纲进行试验,获得试验数据,传输回CAST模块;
■ CAST模块会自动读取和转换测点试验结果数据,并自动匹配仿真模型相应节点,进行结果的一致性检查。如果仿真结果置信度足够高,则直接进入虚拟性能样机库,否则继续进入Updating修正模块;
■ Updating修正模块中,将会对仿真模型进行自动化模型自检、网格验证、求解器验证、参数敏感度分析、理想化假设验证等一系列自动验证工作,最终结果与试验结果再次进行一致性检查。置信度达到要求进入虚拟样机库,否则继续进行UQ不确定性量化分析;
■ UQ模块中,目前可以考虑输入参数的概率分布,以及其导致的仿真结果的概率分布和偏离,以概率的方法,确认仿真模型置信度区间是否可以接受。如果可以接受,则进入虚拟性能样机库。
SimV&Ver Static静力学验模工具模块
■ SimV&Ver Static工具可调用的仿真模板工具
■ CAST仿真试验结果一致性对比模块
□ 仿真结果导入及后处理可视化模块
□ 仿真结果及实验测点布置交互显示模块
□ 用户自定义实验数据输入解析接口模块
□ 仿真结果数据与实验数据映射模块
□ 仿真数据与实验数据对比分析结果可视化模块
□ 仿真数据与实验数据对比分析自动报告模块
■ Updating 仿真结果修正模块
□ MOC-模型自动化仿真自检
□ DEC-模型网格精度自动验证
□ SEC-模型求解器精度验证
□ PSA-模型参数敏感度分析
□ Updating-模型理想化假设精度自动验证
■ UQ 不确定性量化分析
□ UQ不确定性量化模块,目前可以考虑由于输入参数的概率分布,而导致仿真结果的概率分布,从而确定其置信度范围。
Static工具与C-SDM虚拟样机系统集成
■ 仿真负责人在C-SDM系统中分解产品的静力学层级模型,将具体的仿真和验证任务分配给具体仿真人员;
■ 仿真人员可以在C-SDM系统中接受到建模要求、仿真模型、参考仿真模型、仿真验证置信度目标要求、参考虚拟样机等一系列文件;
■ 仿真人员完成仿真和验模工作,并达到置信度指标后,成型相关仿真规范,所有相关数据将自动存入C-SDM系统内,成为新的静力学虚拟样机。
■ 实现了仿真和试验的一体化,达到了仿真指导试验、试验验证仿真的V&V流程目标;
■ 产品的静力学特性被准确、清晰地仿真模拟,不再用保守设计,研发人员可以利用高置信度的静力学虚拟样机,进行高效的结构优化设计,大大增强产品的成本和品质竞争力;
■ 自动、快速的验模工具,同时集成了产品静力学模型验证的最佳实践知识,为企业进行新产品研发提供了标杆的仿真和验模模板;
■ 与C-SDM虚拟性能样机库结合,形成企业产品各层级的静力学虚拟样机,是企业的核心静力学性能大数据。
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