產品與服務方案 Product and service solutions

蝌蚪窝直播NX CAE案例集

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一、NX CAE簡介
 

使用仿真作出更快、更明智的決策

 

      有效使用數字化仿真可以幫助項目經理降低很多下遊成本和風險。借助計算機輔助工程(CAE) 進行仿真,工程師可以使用數字化的方式理解、預測和改善產品性能。可以探索更多設計概念,而這反過來又可降低與昂貴的實物原型相關的直接成本,從而實現更迅速、更明智的決策。最終可以取得更出色的產品性能和更豐厚的利潤。

 

      使仿真應用發揮最大價值的關鍵是盡早采用它們,並且將它們貫穿於整個開發流程中。為此,Siemens PLM Software 提供了全麵的數字化生命周期仿真解決方案套件,旨在滿足任何工程企業中的多用戶需求

 

NX仿真功能可以提供:

         1.可重用的過程和知識驅動型CAE ,作為NX 數字化產品開發環境的一個統一整體

         2.可升級性和一致性,基於高性能的CAE 技術

         3.擁有工業實力的生產力,CAE 成果屬於“當前最新,並處於設計環路之中”

         4.智能多CAD幾何體合理化功能應用於CAE ,可以自動體現設計變更

         5.跨學科解決方案:采用集成 式多物理、多專業FEA 與CFD 解算器,以及設計集成式多體運動仿真

         6.仿真過程與數據管理:貫穿於全球各機構和虛擬供應鏈 ,以管理CAE 模型、結果、報告和CAE “最佳實踐”過程

         7.開放性技術支持:支持工業標準的CAD 與CAE 數據交換格式:Parasolid 、IGES 、STEP 、STL 、UNV 、NBD 、XML ;標準的第三方CAE 軟件集成,包括ANSYS 、ABAQUS 、LS-Dyna 和MSC NASTRAN ;以及針對內部解決方案的可定製功能全球設計協同:以JT 方式實現輕量可視化

 

二、NX CAE的功能

 

1、數字化仿真
 

未經驗證的產品構思變為經過驗證的全球創新

 

      盡管很多企業認識到可以從仿真中得到很大的益處,但是這些企業仍然麵臨嚴峻挑戰,因此難以實現傳統仿真提供的所有價值:
 

         1.設計和分析團隊在不同的係統中工作,因此工程師無法重用涉及數據,而需要浪費時間來重新創建這些數據

         2.CAE數據管理不善,由於數據丟失,因此對現有模型以及過時設計數據的信心有限,需要重複工作

         3.獨立的“點”解決方案無法支持多個分析學科,從而使分析過程變得更加複雜,限製了團隊效率

 

      NX CAE為這些挑戰提供了答案,並且代表了Siemens PLM Software的願景:一個用於仿真建模和分析以及仿真數據和過程管理的完全集成式環境。通過與NX 和Teamcenter緊密集成的NX CAE應用軟件組合,該願景現在已經變成了現實。通過利用NX 和Teamcenter的所有力量,企業可以在產品的全生命周期中應用仿真,包括:
 

         1.仿真驅動的設計

         2.詳細設計

         3.仿真知識捕捉與過程自動化

         4.關聯與驗證

         5.仿真數據與過程管理

 

仿真驅動的設計
 

      在產品開發生命周期的早期進行仿真,以減輕開發周期後期經常出現的瓶頸帶來的影響。詳細的CAE分析要求具有豐富專業知識的工程師,而大多數製造商現在都急需這樣的工程師。通過仿真驅動的設計,設計人員可以在開發的同時仿真部件和裝配的基本行為,從而直接得到反饋。設計人員可以分析的行為包括:

         1.結構強度與耐久性

         2.振動

         3.屈曲

         4.熱分析

         5.動力係統運動

 

      通過仿真,設計人員更有信心向工程團隊提供一個更牢固的零件,用於詳細分析,從而減少了CAE分析師與設計團隊之間的迭代,加快了新產品的上市速度。
 

      NX通過能夠捕捉最佳CAE實踐的可重複和自動仿真過程來支持該設計仿真環境,從而允許設計工程師直接在一個以CAD為中心的設計環境中利用先進的分析技術。

 

詳細分析

 

      詳細分析通常涉及到複雜的零件和裝配,要求很高的模型保真度、複雜的仿真以及準確的結果。Siemens PLM Software開發的一個高級仿真環境為高級分析提供了一個跨學科產品組合,包括:

         1.結構

         2.熱分析

         3.流體/計算流體動力學

         4.響應動力學

         5.多物理場

         6.優化

         7.多體動力學


 

                   

 

 

      另外,這些高級仿真功能是在NX環境中提供的,因此工程師可以與設計團隊無縫地協同工作。在發生設計變更時,工程師可以輕易更新分析模型並減少因數據轉換產生的錯誤。

 

仿真知識捕捉與過程自動化

 

      促進知識共享,建立最佳實踐方法論。通過使用Siemens PLM Software提供的解決方案,專家級CAE分析師可以捕捉、創建和發布自動仿真過程,幫助缺乏經驗的設計人員或工程師更快完成開發過程。定製最佳實踐“向導”,滿足你的特定CAE過程和分析要求,確保最終用戶得到逼真、可靠的結果。仿真過程自動化讓CAE專家得到解放,使他們有充足的時間對最重要的任務執行更困難、更複雜的分析。

 

關聯與驗證

 

      當工程師創建和仿真一個有限元模型時,會經常問“我怎麽知道你的分析模型是準確的?” 通過比較有限元模型與測量得到的測試數據,以便工程師評估匹配度,Siemens PLM Software可以幫助您回答該問題。如果分析結果與測試數據之間的匹配度或關聯度較高,那麽工程師就有信心相信分析模型是準確的。Siemens PLM Software的關聯與驗證解決方案在NX環境中全麵集成,可以用幾何方法來調整模型,對來自兩個解決方案的模式進行配對,一起查看模式形狀,並且計算和顯示關聯測量標準。

 

仿真數據與過程管理

 

      從設計人員擁有一組需求並且開始使用概念模型的那一刻開始,一直到工程師驗證設計並且在預測結果與測試數據之間建立關聯關係的那一刻,設計人員和工程師會生成大量數據。Siemens PLM Software能夠捕捉這些知識並且在日後提供給工程師重用。通過捕捉和管理CAE數據與過程,您可以為您的企業建立長期知識和價值。

 

      仿真數據管理提供了一個有組織的、安全的單一仿真數據和過程源。通過把仿真數據集中在一起,設計人員和工程師更容易實現協同,找到正確的數據。通過確保仿真團隊可以更有效地協調活動,能夠更有效地把仿真過程集成到開發過程中,從而提高過程效率,同時提供更好的產品。

 

                   

 

2、機械仿真
 

產品開發麵臨的挑戰

  
      企業必須不斷縮短上市時間並提高創新能力,同時還要嚴格控製產品開發成本。因此,仿真已經成為一項關鍵產品開發活動。

 

      不過,在某些情況下,仿真也成了一個過程瓶頸,並沒有提供預期的效率和生產力收益。造成這種情況的原因如下:獨立的CAE工具是專門為專家設計的,因此限製了更廣泛的采用;企業使用多種設計和仿真係統,因此需要進行大量數據轉換,而在轉換過程中容易出錯;不同的工作組獨立準備模型,做重複的工作,因此難以理解折衷設計方案;仿真環境與產品生命周期的剩餘部分(包括需求、工程工作流和製造)脫節。

 

使仿真貫穿整個產品生命周期

 

      利用Siemens PLM Software的NX仿真解決方案,企業能夠克服這些障礙並且在整個產品生命周期中使用仿真。NX提供了同類中最好的技術來創建分析用的幾何體,從而把模型的總體建造時間減少了70%。NX Nastran以及集成流和熱解算器優先考慮的是高效地解算大型仿真模型。通過運動與控件的聯合仿真、測試關聯、裝配有限元分析等新功能,工程師能夠更好地在開發過程早期理解係統影響。最後,Siemens PLM Software充分利用自己對數據管理與工程仿真的深入理解,把新解決方案引入市場,幫助較大的產品開發社區從仿真投資的價值中受益。
 

解決方案的功能

         1.線性與非線性應力、振動、運動、動態響應、耐久性、流以及熱分析和優化

         2.集成多物理場解算器

         3.同類中最好的建模工具,帶有多CAD支持

         4.PLM與先進仿真結構管理係統集成

         5.開放的應用軟件與係統支持

 

解決方案帶來的收益
 

         1.通過縮短仿真周轉時間來縮短開發周期

         2.加快創新速度,獲得對產品性能的新認識

         3.減少物理原型數量,降低開發成本

         4.通過提早識別並消除問題,降低保修風險

         5.通過與PLM緊密集成來增強信心,避免錯誤
 

 

3、機電仿真
 

產品開發麵臨的挑戰
 

      開發高科技機電係統的企業麵臨一些獨特的業務挑戰。在所有行業中,他們縮短上市時間的壓力最大,而由於低成本競爭者的存在,利潤率又很低。成功的企業依靠仿真來實現好的設計,使花在重新設計、驗證和測試上的時間最小化。

 

      不過,對於很多企業來說,仿真已經成為一個過程瓶頸,並沒有提供預期的效率和生產力收益。人們通常認為隻有專家才能使用複雜、獨立的CAE工具,從而限製了更廣泛的采用;企業使用多種設計和仿真係統,因此需要進行大量數據轉換,而在轉換過程中容易出錯;最後,仿真環境與產品生命周期的剩餘部分(包括需求、工程工作流和製造)脫節。

 

使仿真貫穿整個產品生命周期

 

      利用Siemens PLM Software的NX仿真解決方案,企業能夠克服這些障礙並且在整個產品生命周期中使用仿真。NX 是一個完整的設計和仿真環境,為機電設計中的所有主要失效原因 – 溫度、振動、濕度和灰塵 – 提供了解決方案。

 

      NX是一個開放係統,能夠處理來自主要ECAD、MCAD和CAE工具的數據。另外,NX還能直接支持ANSYS、ABAQUS等外部解算器應用軟件。通過與Teamcenter緊密集成,NX提供了一個受控的、知識驅動的環境和一個公共數據管線,把仿真與工程需求和變更管理程序連接起來。
 

解決方案的功能


         1.應力、振動、運動、動態響應、流以及熱分析

         2.為電子與空間係統提供的專用多物理場解決方案

         3.同類中最好的建模工具,帶有多CAD支持

         4.與ECAD和控製係統軟件連接

         5.PLM與先進仿真結構管理係統集成

 

解決方案帶來的收益
 

         1.通過縮短仿真周轉時間來縮短開發周期

         2.加快創新速度,獲得對產品性能的新認識

         3.減少原型數量,降低開發成本

         4.通過提早識別並消除問題,降低保修風險

         5.通過與PLM緊密集成來增強信心,避免錯誤

 

4、NX Nastran
 

      NX Nastran 是一套傑出的計算機輔助工程(CAE) 分析工具,世界各大製造商都依賴於這種工具來滿足重要的工程計算需要,以形成安全、可靠和最優的設計方案,並且持續縮短設計周期。三十多年來,Nastran 幾乎一直就是各主要行業的首選分析工具,包括航空業、國防、汽車、造船、重型機械、醫藥和消費類產品——事實上,它已成為一種計算機輔助分析的行業標準,涵蓋應力、振動、結構失效/ 耐久性、熱傳輸、噪音/ 聲學、以及顫振/ 氣動彈性力學 等專業的分析。

 

     NX Nastran 解決方案

 

      對於廣大企業而言,NX Nastran 是一套單獨的解決方案;無論是由Siemens PLM Software 還是由CAE 解決方案的其它供應商所支持,它通常都運行於網絡化的服務器CPU ,支持多用戶、多地址、與/ 或多種有限元前、後處理應用程序。

 

      對於亟需一種單一、靈活、穩健和高性價比有限元解算器方案的用戶而言,NX Nastran 堪稱理想之選;它支持廣泛係列的產品性能仿真過程。它提供了高度的互操作性,可以與大量的CAE 應用程序實現交互;在廣泛而各異的用戶需求和整個數字化樣機過程中,都可確保貫徹一種共同的仿真脈絡。這樣,就確保了所有仿真結果都是一致的,可方便地為企業內部所有的CAE 用戶所訪問,並將重複性的分析工作降至最低。根據本協議,Siemens 提供下述NX Nastran 解決方案:
 

1.NX Nastran –基本功能:NX Nastran 的核心子集,包括一套穩健的線性靜態分析、正態模式、屈曲分析和熱傳輸分析功能。

2.NX Nastran –非線性分析功能:提供具有非線性特性FE 模型的分析功能,這種非線性源自於接觸的零部件、材料非線性與/ 或幾何造型的非線性(也即較大的變形量)。作為NX Nastran ( 基本功能) 的插件模塊,高級非線性解算器是基於將一種屢獲好評的知名軟件ADINA 隱式與顯式解算器,集成在NX Nastran 之中。

3.NX Nastran –動態響應:根據輸入量(負載或運動),計算不同時間或頻率時的強製動態響應。

4.NX Nastran –Superelements:在解決大型、複雜的有限元模型時起到了關鍵作用,可以將較大的結構分解成較小的子結構(稱為超元件)。

5.NX Nastran –Direct Matrix Abstraction Program (DMAP):具有編程功能,可以讓用戶以自己的應用程序和客戶模塊擴展Nastran 。

6.NX Nastran –優化:通過實現性能比較(對比產品規格)的自動迭代過程,減輕了用戶在產品設計改進方麵的負擔。

7.NX Nastran –氣動彈性力學:模擬氣流存在情形下的結構模型。

8.NX Nastran 分布式內存並行(DMP): 分布式內存並行功能利用最新多處理器平台與環境下(包括工作站集束)的並行處理技術,可運行超大模型的仿真計算。NX Nastran 極大地提高了運行性能,最多可升級到60 個並行CPU 。DMP 可以作為NX Nastran 基本功能的一個插件,並成為NX Nastran 高級版軟件包的一部分。

9.NX Nastran –轉子動態分析:新型動態分析功能,工程師以此可設計出運行於臨界不穩定轉速下轉子係統

 

      在NX、I-deas NX 係列和軟件產品中,還配有NX Nastran 解算器的附加桌麵版本。