7.2设计灵敏度分析设计灵敏度分析是优化设计的重要一环,可成倍地提高优化效率。这一过程通常可计算出结构响应值对于各设计变量的导数,以确定设计变化过程中对结构响应**敏感的部分,帮助设计工程师获得其**关心的灵敏度系数和比较好的设计参数。灵敏度响应量可以是位移、速度、加速度、应力、应变、特征值、屈曲载荷因子、声压、频率等,也可以是各响应量的混合。设计变量可取任何单元的属性如厚度、形状尺寸、面积、二次惯性矩或节点坐标等。在灵敏度分析的基础上,设计优化可以快速地给出比较好的设计变量值。MSC.NASTRANV70中增加的新功能,采用共轭灵敏度分析代替直接的灵敏度分析,使解决诸如几十万个以上自由度,几百个参与频率,并考虑上百个设计变量的多种工况组合的动力响应优化成为现实。Actran是模拟复杂声振耦合系统的专业工具, 尤其适用于模拟车辆内的装饰件。无锡机械MSC软件-cradle
使 用 MSCAdams/Vibration,用户可以在设计的前期就进行振动性能方
面的试验,可以进行减振、隔振设计及振动性能优化,并可
根据根轨迹图进行稳定性分析,得到的输出数据可以用来进
行NVH研究。噪音、振动和可感颤动(NVH),在很多机械系
统设计的性能参数中都是极为重要的考察因素,诸如汽车、
飞机、铁道车辆和卫星系统。但设计**适合的NVH性能会导
致很多其它问题。系统中某个部件受到一个激励会影响到系
统中其它的部件而出现问题。
功能及特色:
◆ 模型在不同工作状态下频域的强迫振动分析;
◆ 可以包含液压、控制和用户自定义子系统的影响;
◆ 频域输入函数(正弦扫频/扫幅信号、功率密度谱信
号、不平衡转子);
◆ 频响函数可以包括幅值也可以包含相位信号;
◆ 系统模态分析,包括附带的特性和其它一些非线性特
性;
◆ 强迫振动响应和每阶模态的动画;
◆ 每阶模态的动能、静能、消耗能的数值分布;
◆ 支持Adams中的试验研究、DOE和优化功能;
◆ 与Matlab和EASY5接口以作进一步的A、B、C、D特
征矩阵分析;
◆ 同一模型就可以直接研究振动性能;
◆ 研究各参数对整个系统模型的影响;
◆ 通过结合时域和频域的分析,可在不同的工作状态点
下进行振动特性的分析
合肥MSC软件解决方案用户可以利用Actran VibroAcoustics直接创 建结构动力学模型及声振耦合模型。
后处理模块:MSC Adams/Post Processor
功能及特色:
◆ 以数据曲线和动画方式观察仿真的结果;
◆ 丰富的数据后处理功能(数学函数、 FFT 变换、滤
波、波特图等);
◆ 多种文件输出功能(HTML 格式、表格输出等);
◆ 部件几何外形之间动态间隙检查;
◆ 弹性体变形、应力、应变的彩色云图显示(需要结合
Adams/Durability模块使用);
◆ 灯光效果高级的控制;
◆ 输出电影动画文件(Windows 系统);
◆ 输出 jpeg、png、tif、pict、hpgl和Postscript 格式图片
文件;
◆ 可加深对系统性能的理解;
◆ 通过图表、报告和动画方式分享仿真结果;
◆ 绘制曲线插件, 明显增强了后处理功能方面的易用
性,该功能允许使用者存储后处理的所有页面,并在后续的
分析中一次性重建同样的后处理的所有页面。
5.1NASTRAN非线性分析简介正如我们所知,很多结构响应与所受的外载荷并不成比例。由于材料的非线性,这时结构可能会产生大的位移。大转动或两个甚至更多的零件在载荷作用下时而接触时而分离。要想更精确地仿真实际问题,就必须考虑材料和几何、边界和单元等非线性因素。MSC.NASTRAN强大的非线性分析功能为设计人员有效地设计产品、减少额外投资提供了一个十分有用的工具。以往基于线性的结构分析因过于保守而不能赢得当今国际市场的激烈竞争。很多材料在达到初始屈服极限时往往还有很大潜力可挖,通过非线性分析工程师可充分利用材料的塑性和韧性。薄壳结构或橡胶一类超弹性体零件在小变形时受到小阻力,当变形增加时阻力也会随之增大,所有这些如果用线性分析就不能得到有效的结果。类似地,非线性分析还可解决蠕变问题,这点对于高聚合塑性和高温环境下的结构件尤为有用。接触分析也是非线性分析一个很重要的应用方面,如轮胎与道路的接触、齿轮、垫片或衬套等都要用到接触分析。ADAMS软件由基本模块、扩展模块、接口模块、专业领域模块及工具箱5类模块组成。
⑻ 平顺性分析插件:MSC Adams/Car Ride Plug-in
MSC Adams/Car Ride模块为MSC Adams/Car的即插即用
模块,使用该模块,可快速完成悬架或整车的装配模型,然
后利用该模块提供的舒适性分析试验台,可以快速的模拟悬
架或整车在粗糙路面上或在实际的振动试验台上所进行的各
种振动性能试验,支持各种激励信号,包括实测的位移或载
荷的时间历程信号,可以同时考虑轮胎对整车振动性能的影
响。借助MSC Adams/Vibration模块还可以在频域进行分析。
MSC Adams/Car Ride 为 MSC Adams/Car 的功能扩展模
块。在设计过程中,可以用来进行车辆的舒适性的分析。
MSC Adams / Car Ride 包括进行车辆舒适性分析所需要的工
具,包括元件、模型以及事件的定义,以建立在频域内进行
分析的模型,测试并进行后处理。进行操纵性能分析的模型
现在能够用来进行平顺性能和舒适性能的分析。 ⑼ 动力传动
系分析模块:MSC Adams/Driveline
MSC Adams/Driveline提供给工程师和分析**进行传动
系统部件建模和仿真的**工具,可以用来研究整个传动系
在 各 种 不 同 的 工 作 条 件 下 的 动 力 学 性 能 。 使 用 MSC
Adams/Driveline,也可以研究传动系统和汽车底盘部件,如
悬架系统、转向系统、制动系统和车体等部件之间的相互作
用。
Nastran能够有效解决各类大型复杂结构的强度、刚度、屈曲、共振、 动力学、热力学、非线性等问题。
芜湖机电MSC软件解决方案ROMAX具有从概念设计-详细设计-校核验证的完整设计过程全参数化功能。无锡机械MSC软件-cradle
⑹ 控制模块:MSC Adams/Controls
MSC Adams/Controls可以将控制系统与机械系统集成在
一起进行联合仿真,以实现一体化仿真。主要的集成方式有
两种,一种是将MSC Adams建立的机械系统模型集成到控制
系统仿真环境中,组成完整的机-电-气、液耦合系统模型进
行联合仿真。另一种方式是将控制软件中建立的控制系统导
出到MSC Adams的模型中,利用MSC Adams求解器进行机-
电-气、液耦合系统的仿真分析。
功能及特色:
◆ 机械系统中可以考虑各部件的惯性力、摩擦力、 重
力、碰撞和其他因素的影响;
◆ 与常用控制软件进行双向数据传递,包括MSC
Easy5、Matlab/Simulink;
◆ FMI协议支持,支持了更多的控制软件;
◆ 支持联合仿真和函数估值两种模式;
◆ 通过状态方程支持连续和离散的控制系统;
◆ 使控制系统工程师和机械系统工程师之间的交流更方
便;
◆ 支持直接集成Matlab/Simulink的S-函数,作为外部
系统库(External System Libraries)使用。
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