H42-Teamcenter-Simcenter-3D运动仿真在行业中的解决方案-汪永财

1、上海联宏信息技术有限公司Simcenter 3D运动仿真在行业中的解决方案作者：汪永财 审校：冒小萍一、 机械行业运动仿真介绍如今的很多产品都来自复朵的产品开发环境，需要将机械功能 与电子、软件及控制功能等各个方面相结合来进行复杂的系统化性 能分析。尤其是产品在工作状态下的实际性能分析，对于一些简单 软件是很难达到分析目的。在机械设计领域，其设计工程主要可分为原理方案设计、运动 学分析、静力学或动力学分析、方案及系统优化、强度分析计算和 结构设计等几个阶段。传统的设计方法可以通过理论分析计算实 现，但在大多数情况下，为了避免复杂的理论分析计算，在机械设 计过程中经常采用“经验法”、“类比法“或

2、”试凑法”等方法，这 样不但会延长设计周期和降低工作效率，而且容易导致设计结果不 准确，很难得到满意的结果，也缺乏科学的理论根据，所以传统的 验证方法不再足够有效。现代开发流程必须变得具有预测性，使用 实际产品的“Digital Twin驱动设计并使其随着产品进化保持同步， 此外还要求具有并支撑的智能报告和数据分析功能的仿真和测试技 术。二、运动仿真需求满足设计三维模型直接创建机械系统多体动力学、运动学仿 真模型。满足利用刚柔耦合仿真的方法快速准确分析各零部件在动态 运动过程。同结构有限元与多体动力学软件为基础，建立数字化样机仿 真平台功能。满足CAD/CAE高度一体化平台的要求。具有完整的接

3、触分析的能力。三、联宏科技Simcenter Motion运动仿真解决方案联宏科技基于西门子工业软件，针对行业的运动仿真分析有着专 业的Simcenter 3D数字化仿真解决方案。可以借助Simcenter 3D Motion I具，我们可以进行机构的动态干涉检查，跟踪刚体的运动 轨迹，分析机构中刚体的各项参数。确认构件各点的轨迹、位移、 速度及加速度，执行与实际运动状况相似的仿真测试，输出所要求 的位置、力/力矩、速度、加速度等测量值。Simcenter 3D Motion仿真技术是一种建立在机械系统运动 学、动力学理论和计算机实用技术基础山的新技术，涉及建模、运 动控制、机构学、运动学和动

4、力学等方面的内容，主要是利用计算 机来模拟机械系统在真实环境下的运动和动力特性，并根据机械设 计要求和仿真结果，修改设计参数直至满足机械性能指标要求或对 整个机械系统进行优化的过程如下图所示机械运动仿真步骤示意 图。系统方案的规则、原理设讣、分析方法及判 定标准零部件扌零部件的建模、装配关系的立义和运动关系占棋里彳的崔义运动环境设置I建（力、重力、弹簧力和阴尼力）、的施加及初始条件的泄义运动仿真分析型的泄义（运动学、动力学、静力学）柔性体或1D控制系统输入卫动令析的结果及运动特性曲线（如位移、紳綸黒输岀加速度等）的可视化创建为，干涉检不慘数化跟踪测量等Simcenter 3D运动仿真分析在各领

5、域的突破性改进，具体表现在 下而几个方而。基于设计三维模型直接创建机械系统多体动力学、运动学仿 真模型，在设计仿真一体化的环境中进行空间动态干涉检查 与测量、运动轨迹跟踪、运体包络生成。如汽车悬挂系统动 轴的运动位移、速度、加速度等（考虑应力、应变的影响）。能够利用刚柔耦合仿真的方法快速准确分析各零部件在动态 运动过程中的受力与变形，应力应变等，包括局部的更精细 的分析。如在电机、液压系统驱动下，各级齿轮、蜗轮蜗杆、 箱体、轴承等的受力与变形情况。以结构有限元与多体动力学软件为基础，建立数字化样机仿真平台，在一体化环境中完成从整机、子系统.控制系统至 零部件的完整虚拟验证，对机械系统的运动学动

6、力学与控制 系统进行仿真分析，对结构的强度刚度、振动模态与振动响 应、及疲劳耐久性进行分析。 CAD/CAE高度一体化。设计、仿真在同一环境中进行，无数 据交换之忧，具备强大的数据更新能力。所有分析过程基于 同一个软件平台完成，不需要学习多种复杂的前后处理软件。 采用关联文件管理分析数据，保证数据的实时更新。完整的接触分析能力，丰富的二维和三维接触类型，可以进 行球对球、球对曲面、球对平面、曲面对曲而、线对线等各 种形式刚体与刚体之间的接触和碰撞。四、 运用Simcenter 3D Motion好处和优势Manage within Tcamcenter - TC4SimDirect CAD f

7、ile import. Standards PLMOpen通过机械系统的运动仿真，不但可以对整个机械系统进行运 动模拟，以验证设计方案是否正确合理，运动和力学性能参数是 否满足设计要求，运动机构是否发生干涉等，还可以及时发现设 计中可能存在的问题，并通过不断改进和完善，严格保证设计阶 段的质量，缩短了机械产品的研制周期，提高了设计成功率，从 而不断提高产品在市场中的竞争力。因此，机械运动仿真当前己 经成为机械系统运动学和动力学等方而研究的一种重要手段和方 法，并在交通、国防、航空航天以及教学等领域都得到了非常广 泛的应用。五、关于联宏科技上海联宏创能信息科技有限公司（以下简称联宏科技）是在西门 子工业软件公司支持下成立的，旨在为中国国内重点用户提供西门子 工业软件公司全线产品