動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)Dassault Systemes SIMULIA Simpack

Dassault Systemes SIMULIA Simpack是一款專業(yè)的動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)，這款軟件可以描述復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力 學(xué)性能，可以分析系統(tǒng)的振動(dòng)特性、受力狀況以及零部件的運(yùn)動(dòng)位移、速度、加速度等。 為了更好地讓 廣大用戶了解到Simpack的產(chǎn)品特點(diǎn)以及行業(yè)應(yīng)用等信息。

新版功能：

1、通用

支持HPC/云計(jì)算。可以直接從Simpack啟動(dòng)運(yùn)行在HPC/Cloud機(jī)器上的求解程序

不再支持Windows 32位系統(tǒng)。之前已經(jīng)不支持Linux 32位系統(tǒng)了，從這一版本開(kāi)始Simpack僅支持64位系統(tǒng)

2. 接觸

移動(dòng)標(biāo)記點(diǎn)Moved Marker 96 'Curve-Curve 2D-Contact' 支持Primitive6 'Sweep'類型幾何體

PCM 199接觸力元支持自接觸。支持線性柔性體和非線性SIMBEAM物體，可用于非線性SIMBEAM建立的繩索模型的仿真

PCM 199力元對(duì)剛體接觸仿真的求解速度大大提高。實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜或精確幾何模型的接觸分析。

3. 動(dòng)態(tài)彈簧Dynamic Spring

動(dòng)態(tài)彈簧主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)，能建立考慮彈簧本身震顫的實(shí)體幾何彈簧模型

力元223 螺旋彈簧接觸力元 現(xiàn)在可以顯示特定的曲線，包括所有截面類型的接觸情況和多段截面的詳細(xì)視圖

力元223 螺旋彈簧接觸力元支持橢圓類型金屬線截面，通過(guò)近似為圓形截面處理

動(dòng)態(tài)彈簧直接生成SIMBEAM定義�！癝IMBEAM”類型的動(dòng)態(tài)彈簧模型現(xiàn)在可以生成具有完整SIMBEAM部件屬性的模型，而不是引用SIMBEAM生成的.fbi文件的模型。這種變化的主要優(yōu)點(diǎn)是，可以方便地切換到基于非線性SIMBEAM的彈簧。請(qǐng)注意，SIMBEAM類型的動(dòng)態(tài)彈簧仍然可以選擇以舊方式生成，即，引用SIMBEAM生成的.fbi文件

動(dòng)態(tài)彈簧可選內(nèi)側(cè)和外側(cè)導(dǎo)向。在發(fā)動(dòng)機(jī)配氣系統(tǒng)仿真中，彈簧通常有一個(gè)內(nèi)部導(dǎo)向和一個(gè)外部導(dǎo)向。彈簧幾何文件（smd）通過(guò)關(guān)鍵詞實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向以及定義導(dǎo)向幾何和剛度/阻尼信息

Dynamic Spring Generator生成的所有模型以“New”為默認(rèn)求解器

4、基于FE的柔性體

支持Nastran CONM1單元并忽略不識(shí)別的Nastran 卡片

柔性體鉸接的To 標(biāo)記點(diǎn)可以定義方向

直接施加在柔性體節(jié)點(diǎn)上的力現(xiàn)在可以選擇性地寫(xiě)入結(jié)果文件，并在Simpack Post中查看，支持所有的柔性體類型，即線性和非線性SIMBEAM、線性和非線性基于有限元的柔性體、柔性軌道以及聯(lián)合仿真

對(duì)于自由浮動(dòng)的線性柔性體，可以選擇手動(dòng)設(shè)置質(zhì)量、重心和慣性張量。如果質(zhì)量特性由手動(dòng)設(shè)定，不考慮質(zhì)量對(duì)變形的影響

Result Element 50名稱由原來(lái)的 'Strain Gauge'更名為'Flexible Body Probe'。除了應(yīng)變信息外，還可以測(cè)量運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)、應(yīng)力數(shù)據(jù)

提升非線性柔性體技術(shù)提供。使用Abaqus軟件通過(guò)模態(tài)縮減技術(shù)生成非線性柔性體，已在風(fēng)機(jī)葉片上進(jìn)行了測(cè)試。幫助文檔中有風(fēng)機(jī)非線性柔性葉片的設(shè)置和使用教程

5、FMU接口

幫助中增加了FMU導(dǎo)入和導(dǎo)出教程

實(shí)時(shí)FMU生成。Simpack FMU導(dǎo)出功能具有包含實(shí)時(shí)解算器功能的選項(xiàng)。有了這個(gè)新功能，可以將一個(gè)完整的Simpack模型導(dǎo)出到一個(gè)獨(dú)立的FMU中進(jìn)行聯(lián)合仿真（僅限FMI版本2.0和Linux 64位），還可以選擇包含實(shí)時(shí)功能。這種FMU可以在實(shí)時(shí)Linux環(huán)境中運(yùn)行，該環(huán)境可以導(dǎo)入FMU進(jìn)行協(xié)同仿真（FMI 2.0版本），如dSPACE 和Concurrent

6、齒輪

力元225 輸出值中包含過(guò)早/較后的嚙合信息

力元225現(xiàn)在提供了第三種方法'Web./Ban. (Load-dep.)’用于計(jì)算齒接觸剛度。其基于現(xiàn)有的Weber-Banaschek模型，但考慮了負(fù)載相關(guān)的赫茲接觸剛度。現(xiàn)有的Weber-Banaschek方法已重命名為‘Web./Ban. (Steiner)’，并提供了一個(gè)新的調(diào)試參數(shù)'Hertzianscaling factor'，用于縮放接觸剛度

7、Matlab接口

MatSIM接口支持定步長(zhǎng)求解器，之前只支持變步長(zhǎng)求解器

支持Matlab/Simulink 2018b版本。Simpack與其他軟件的版本兼容信息請(qǐng)點(diǎn)擊：https://www.3ds.com/support/hardware-and-software/simulia-system-information/simpack/simpack-software-compatibility/

導(dǎo)出S-Function時(shí)支持包含腳本

8、Post

當(dāng)對(duì)曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)出時(shí)，總是使用數(shù)值精度為10的完整精度

之前通過(guò)腳本繪制大量（比如幾百個(gè)）曲線時(shí)，速度較慢�，F(xiàn)在提供一個(gè)新的函數(shù)diag.addCurves()在一次調(diào)用中添加多個(gè)曲線，效率大大提升

柔性體應(yīng)變?cè)茍D和導(dǎo)出。和之前的應(yīng)力云圖和數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能一樣，現(xiàn)在支持應(yīng)變?cè)茍D和應(yīng)變數(shù)據(jù)導(dǎo)出

可選科學(xué)靜態(tài)柔性物體云圖。通過(guò)添加選項(xiàng)關(guān)閉云圖柔性體的陰影，為柔性體添加了可選的靜態(tài)科學(xué)云圖。這將導(dǎo)致更科學(xué)的表現(xiàn)，并使它更容易關(guān)聯(lián)云圖顏色與云圖圖例

特征值結(jié)果的靜態(tài)最大能量云圖。使用特征模態(tài)動(dòng)畫(huà)，當(dāng)激活物體和力元的“Energy”云圖時(shí)，各個(gè)元件的顏色會(huì)隨著動(dòng)畫(huà)的運(yùn)行而改變。現(xiàn)在，除此之外，當(dāng)停止Stop（而不是暫停Pause）動(dòng)畫(huà)時(shí)，可以云圖化元件的最大能量（在一個(gè)周期內(nèi)）

動(dòng)畫(huà)對(duì)話框重新設(shè)計(jì)和Pre和Post協(xié)調(diào)一致。SimpackPre和Post的動(dòng)畫(huà)對(duì)話框協(xié)調(diào)一致，以提供相同的外觀、感覺(jué)和性能。此外，它們的垂直尺寸被最小化，以防止它們遮擋太多的屏幕。此外，對(duì)于模態(tài)形狀動(dòng)畫(huà)，引入新功能，以便在一個(gè)周期后可選擇停止模態(tài)動(dòng)畫(huà)

9、Pre

求解運(yùn)行的Jobs表格中添加一列'Wall Clock Time'

Simpack Pre中的特征值對(duì)話框得到了極大的增強(qiáng)，以提供每個(gè)系統(tǒng)模態(tài)的更多信息，以及關(guān)于模態(tài)振型和能量的剛性和柔性體、力和控制元件的詳細(xì)信息。具體來(lái)說(shuō)，在模態(tài)表中添加了以下新列：

Generalized Mass

Generalized Stiffness

Total Kinetic Energy

Total Strain Energy

Total Dissipative Energy

通過(guò)'Show ModeDetails'按鈕，可以顯示一組帶有每個(gè)模態(tài)附加詳細(xì)信息的選項(xiàng)卡。具體來(lái)說(shuō)，下面的選項(xiàng)卡是可用的，其中列出了每個(gè)物體、力元和控制元件的對(duì)應(yīng)內(nèi)容：

Displacement

Deformation

Dynamic States

Kinetic Energy

Potential Energy

Strain Energy

Dissipative Energy

能量分布可以用絕對(duì)值或各自總能量的百分比表示。Simpack Post中的特征值動(dòng)畫(huà)對(duì)話框得到了類似的增強(qiáng)，但沒(méi)有“Show Mode Details”功能

10、Rail

Marker 98 'Follow Track t'功能新添加自定義不規(guī)則激勵(lì)和方向。Marker 98 'Follow Track t'已經(jīng)有兩個(gè)激勵(lì)選項(xiàng)：

'Rail-related' 選項(xiàng)用于考慮當(dāng)前軌道的rail-related的激勵(lì)設(shè)置。

 'User defined'選項(xiàng)用于定義相對(duì)于Track frame的distance domain Excitations  y（s）、z（s）、alpha（s）、beta（s）、gamma（s）（Cardan角序列，平移優(yōu)先）。在這種情況下，該標(biāo)記點(diǎn)會(huì)忽略當(dāng)前Track 元件中的激勵(lì)設(shè)置。

Discrete Elastic Contact接觸方法不再標(biāo)識(shí)狀態(tài)

11、實(shí)時(shí)仿真Realtime

對(duì)dSPACE SCALEXIO初步支持。初步支持在帶有SCALEXIO 管理程序擴(kuò)展的dSPACE SCALEXIO 系統(tǒng)上運(yùn)行導(dǎo)出為實(shí)時(shí)FMU的Simpack模型

12、SIMBEAM

增加了一種新的Rayleigh阻尼方案，根據(jù)單元矩陣計(jì)算了質(zhì)量和剛度比例阻尼項(xiàng)。以前，阻尼項(xiàng)是根據(jù)整個(gè)梁結(jié)構(gòu)的切向剛度和質(zhì)量矩陣來(lái)計(jì)算的。在后一種情況下，觀察到意外的強(qiáng)阻尼。使用這個(gè)新的選項(xiàng)，阻尼與在有限元代碼（如ABAQUS）中建模的Rayleigh阻尼是一致的

支持從.fbi文件恢復(fù)信息的復(fù)雜橫截面

新增加一項(xiàng)“Length scaling”參數(shù)�，F(xiàn)在，可以為每個(gè)線性SIMBEAM單元定義一個(gè)長(zhǎng)度比例因子，該因子可用于調(diào)整單元?jiǎng)偠纫越⑶€單元，例如軸肩。默認(rèn)情況下，該系數(shù)等于1。當(dāng)建立單元質(zhì)量和剛度矩陣時(shí)，將該長(zhǎng)度比例因子與單元長(zhǎng)度的乘積作為單元的有效長(zhǎng)度

用戶可定義的11“General Advanced”截面的泊松比。泊松比對(duì)Timoshenko梁?jiǎn)卧募羟邢禂?shù)有影響，之前，對(duì)于橫截面11‘General Advance’，泊松比默認(rèn)設(shè)置為0.25。然而，對(duì)于一些模型，如動(dòng)態(tài)彈簧模型，有必要指定泊松比作為輸入�，F(xiàn)在可以將泊松比指定為此橫截面類型的參數(shù)

13、求解器

對(duì)于在一個(gè)柔性體上使用多個(gè)柔性標(biāo)記的模型，解算器性能已顯著提高。

增加在線測(cè)量時(shí)消除混疊效應(yīng)的設(shè)置選項(xiàng)'Anti-aliasing of Result Elements'

提升平衡分析的容差處理  

對(duì)導(dǎo)出到結(jié)果文件的變量進(jìn)行更精細(xì)控制  

對(duì)具有很多標(biāo)記點(diǎn)的大型柔性體的求解加速  

靜平衡分析的回退處理  

表達(dá)式結(jié)果輸出到結(jié)果文件。表達(dá)式結(jié)果現(xiàn)在可以選擇輸出到.sbr或.mat結(jié)果文件中  

提升網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)器的I/O性能。在網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)器上寫(xiě)入和讀取.sir文件的性能顯著提高。當(dāng)相對(duì)較小的模型的許多步驟都寫(xiě)在Windows網(wǎng)絡(luò)共享上時(shí)，加速是最顯著的  

特征值的總能量、廣義剛度和質(zhì)量。特征值分析功能增加，為每階模態(tài)計(jì)算下面的新數(shù)值，以快速識(shí)別重要的模態(tài)振型和頻率：

Generalized Mass

Generalized Stiffness

Total Kinetic Energy

Total Strain Energy

Total Dissipative Energy

這些新值顯示在Pre的在線特征值分析對(duì)話框的模態(tài)表中，以及post的動(dòng)畫(huà)播放器中

14、Wind

力元件237‘Aerodyn V15’的節(jié)點(diǎn)力新的施加方法�，F(xiàn)在可以在力元237“Aerodynv15（openfast v1.0.0）”中指定力是應(yīng)施加在葉片和塔筒的Aero Markers上還是直接施加在柔性體的節(jié)點(diǎn)上

15、幾何體

39 'CAD Interface'支持.cgr格式

Primitive 5 'Prism' 中 'Curve fitting type' 設(shè)置為'Centripetal spline interpolation'時(shí)，生成、加載和更新性能之前較差，現(xiàn)在已顯著提升

Primitive 39 'CAD Interface' 中可以對(duì)來(lái)自 .slp or.cgr格式的幾何體自定義顏色

對(duì)于所有類型的橫截面，SIMBEAM都能生成閉合體積的幾何體

軟件功能：

一、Simpack Pre

Simpack Pre使用戶能夠從頭開(kāi)始構(gòu)建任何類型的MBS模型。使用各種包含的建模元素（例如剛性和柔性體，接頭，力，激勵(lì)和傳感器），可以生成基本模型，用于研究一般動(dòng)態(tài)現(xiàn)象，直到高度詳細(xì)的模型，預(yù)測(cè)到聲學(xué)范圍的耐久性和NVH行為。預(yù)處理器是Simpack行業(yè)和應(yīng)用特定附加產(chǎn)品的基礎(chǔ)和先決條件。這些附加產(chǎn)品需要根據(jù)功能或功能啟用。

1、優(yōu)點(diǎn)：

使用戶能夠從頭開(kāi)始構(gòu)建模型

包含的建模元素種類繁多

對(duì)模型細(xì)節(jié)的級(jí)別沒(méi)有限制

2、主要功能： 

最先進(jìn)的技術(shù)，圖標(biāo)驅(qū)動(dòng)且易于使用的用戶界面

基于2D / 3D和元素樹(shù)視圖的交互式模型表示

CAD數(shù)據(jù)的使用

先進(jìn)的柔性體集成

接口（如FMU）適用于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CAE應(yīng)用程序

能源部設(shè)置和表示參數(shù)變化結(jié)果的能力

腳本功能為了自動(dòng)化所有的建模和求解過(guò)程

3、特征：

巨大的應(yīng)用程序特定的MBS元素庫(kù)，控制元件，激勵(lì)和傳感器

基于子結(jié)構(gòu)的模型設(shè)置選項(xiàng)

通過(guò)替換變量和

元素參數(shù)就地公式完整模型參數(shù)化

本地集成的3D Beam flex。身體

一般柔性。基于一般有限元模型的身體整合

二、Simpack Post

1、優(yōu)點(diǎn)：

Simpack MBS模擬結(jié)果的表示和后處理需要Simpack Post。2D圖，3D圖和3D動(dòng)畫(huà)可以輕松生成并保存為模板。一個(gè)廣泛的過(guò)濾器庫(kù)可以輕松進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。用戶定義的模板允許快速生成報(bào)告并比較結(jié)果。

2、主要功能：

最先進(jìn)的和易于使用的用戶界面

各種類型的2D / 3D圖表和表格

3D動(dòng)畫(huà) 柔性。身體縮放和輪廓

能源部結(jié)果表示

腳本功能為了自動(dòng)化所有后處理步驟

3、特征：

Native Simpack MBS結(jié)果和外部數(shù)據(jù)處理

保存并重用結(jié)果表示配置/模板

出口進(jìn)口

過(guò)濾器

多模型管理/比較

三、Simpack向?qū)?/p>

1、優(yōu)點(diǎn)：

Simpack Wizard可以輕松設(shè)置Simpack的“部署模式”的標(biāo)準(zhǔn)化模型和分析過(guò)程。非專業(yè)的Simpack用戶可以執(zhí)行公司特定的標(biāo)準(zhǔn)分析，并在沒(méi)有MBS專業(yè)知識(shí)的情況下查看結(jié)果。Simpack Wizard基于標(biāo)準(zhǔn)的Simpack模型數(shù)據(jù)庫(kù)，可以使用Simpack Pre創(chuàng)建和改編。

2、主要功能：

提供簡(jiǎn)單，快速和可靠的標(biāo)準(zhǔn)流程，以便：

設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)模型

選擇標(biāo)準(zhǔn)工況 

根據(jù)情景進(jìn)行配置（=模型+工況） 

自動(dòng)執(zhí)行多場(chǎng)景作業(yè)計(jì)算 

代表標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果

可擴(kuò)展部署到組/部門/公司

完全兼容Simpack Pre

3、特征：

配置和參數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)化模型

配置和參數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)化LOADCASES

創(chuàng)建并運(yùn)行SCENARIOS（= MODEL + LOADCASE）

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)審結(jié)果