LMSVirtualLabMotion發(fā)動機(jī)解決方案

1、LMSVirtual.LabMotion發(fā)動機(jī)解決方案LMS虛擬發(fā)動機(jī)多體動力學(xué)仿真解決方案。實驗室目錄1 LMS 虛擬。 實驗室虛擬仿真平臺aLMS虛擬。實驗 室 運(yùn) 動 介 紹 的特征43LMS虛擬。實驗室運(yùn)動軟件8 4 LMS擬。實驗室發(fā)動機(jī)模擬解決方案 144.1 解 決 方 案 概 述 介紹14.2發(fā)動機(jī)的特殊功能模塊174.2.1考慮質(zhì)量的螺旋彈簧建模 174.2.2轉(zhuǎn)速表和燃燒裝置 174.2.3凸輪接觸面定義184.2.4 液壓間隙調(diào)節(jié)裝置184.2.5 彈性液壓軸承 194.2.6活塞潤滑194.2.7正時鏈條（皮帶）變速器204.2.8 齒輪變速器215參考用戶221 LM

2、S虛擬。實驗室虛擬仿真平臺LMS虛擬。實驗室虛擬實驗室為功能質(zhì)量工程提供了集成解決方 案提供了一個集成軟件包來模擬機(jī)械系統(tǒng)的質(zhì)量屬性，如結(jié)構(gòu)完整 性、振動和噪聲、耐用性、系統(tǒng)動力學(xué)、乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性等。 虛擬實驗室。實驗室包括所有關(guān)鍵的工藝步驟和所需的技術(shù)，并且可以在進(jìn)行昂貴的處理和物理測試之前，從頭到尾評估每個關(guān)鍵屬性。 使用LMS虛擬。實驗室中，設(shè)計部門可以快速有效地分析多個設(shè)計 方案，主要從關(guān)鍵質(zhì)量屬性的角度進(jìn)行設(shè)計方案的選擇。 虛擬實驗室。 實驗室基于達(dá)索公司的PLM開放式軟件平臺CAA V5,具有完全嵌 入的Catia計算機(jī)輔助設(shè)計建模功能。?結(jié)構(gòu)分析軟件包-虛擬。實驗室結(jié)構(gòu)L

3、MS虛擬。實驗室結(jié)構(gòu)分析使我們的設(shè)計工程師能夠基于 CATIA V5 完成有限元網(wǎng)格的預(yù)處理分析。計算機(jī)輔助設(shè)計數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)的參數(shù)化是完全相關(guān)的。作為虛擬的數(shù)據(jù)格式。實驗室和中航工業(yè)完全一 致使用Virutal。實驗室結(jié)構(gòu)，我們可以隨時直接修改計算機(jī)輔助設(shè)計 的幾何參數(shù)，分析結(jié)果會自動相應(yīng)改變。這樣，可以節(jié)省設(shè)計和分析 工程師的大量時間，并且可以消除CAD和CAE數(shù)據(jù)之間不相關(guān)的問 題。該軟件已在空客和波音公司得到廣泛應(yīng)用。？多體分析軟件包-virtual . lab motionLMS virtual . lab運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)軟件用于模擬各種機(jī)械系統(tǒng)的實際 運(yùn)動和負(fù)載它使工程師能夠快速分析

4、和優(yōu)化其機(jī)械設(shè)計的實際運(yùn)動， 并確保設(shè)計方案與進(jìn)行物理測試之前的預(yù)期結(jié)果相同。參數(shù)化的應(yīng)用模板和優(yōu)秀的求解器進(jìn)一步提高了虛擬樣機(jī)設(shè)計的效率。?疲勞分析軟件包-虛擬實驗室耐久性LMS虛擬實驗室耐久性軟件可幫助工程師預(yù)測相關(guān)部件和子系統(tǒng) 的疲勞熱點和疲勞壽命它將動態(tài)分量載荷與結(jié)構(gòu)的有限元模型和材 料的信噪比曲線結(jié)合起來。耐久性后處理模塊幫助工程師從危險區(qū)域 獲得反饋，并了解疲勞問題的根本原因，從而快速評估多種設(shè)計方案。 LMS公司使系統(tǒng)級耐久性分析成為可能，并在實施?聲學(xué)分析軟件包-virtual.lab聲學(xué)LMS sysnoise技術(shù)的突破大大加快了聲學(xué)模擬的速度-在許多情況下 快了 100倍通

5、過將SYSNOISE技術(shù)集成到LMS虛擬環(huán)境中。實驗室, LMS創(chuàng)造了世界上第一個聲學(xué)質(zhì)量工程環(huán)境，從概念開發(fā)到通過使 用虛擬模型的設(shè)計修改，最后到基于測試的驗證。?振動和混合模擬-虛擬。實驗室NVM使用LMS虛擬。實驗室NVM模塊讀取每個組件（或聲路）的動態(tài)模型（有限元模型、模態(tài)測試模式、測試傳遞函數(shù)），在圖形界面上交互定 義每個組件之間的裝配點，并將每個組件模型裝配成系統(tǒng)級模型。 裝 配點可定義為剛性連接、隨頻率變化的彈簧阻尼裝置等?；贔RF（或 模態(tài)）子結(jié)構(gòu)綜合技術(shù)，求解系統(tǒng)級模型上響應(yīng)點與激勵點之間的FRF,從而求解強(qiáng)迫振動（噪聲）響應(yīng)，其求解規(guī)模和時間遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)有限元模型。？優(yōu)化設(shè)

6、計軟件包-虛擬實驗室優(yōu)化LMS虛擬實驗室可為單屬性和多屬性優(yōu)化提供一套強(qiáng)大的優(yōu)化功能。通過實驗設(shè)計和響應(yīng)面建模技術(shù)，工程師可以快速檢測滿足需求 的所有設(shè)計方案。先進(jìn)的優(yōu)化算法，包括 6西格瑪方法，被用來分析 魯棒性和可靠性。2 LMS虛擬。實驗室運(yùn)動引入LMS虛擬。Lab Motion是基于計算多體系統(tǒng)動力學(xué)建模理論和計算 方法研究而設(shè)計的，專門用于模擬機(jī)械系統(tǒng)的真實運(yùn)動和載荷，可作為力學(xué)教學(xué)的輔助工具。它為快速創(chuàng)建和改進(jìn)多體模型、有效重用 CAD和有限元模型以及快速、重復(fù)地模擬和評估各種設(shè)計方案的性 能提供了有效的方法工程師可以在早期開發(fā)階段使用靈活可調(diào)的模 型進(jìn)行概念運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)研究，并

7、在后續(xù)階段結(jié)合測試數(shù)據(jù)進(jìn)行更 具體的評估。用戶通過軟件用戶交互界面輸入描述機(jī)械系統(tǒng)的最基本數(shù)據(jù)，軟件 建立復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)編程的數(shù)學(xué)模型，并采用嵌入式計 算方法處理數(shù)學(xué)模型和數(shù)值積分方法自動進(jìn)行編程處理， 得到運(yùn)動學(xué) 規(guī)律和動力學(xué)響應(yīng)同時可以實現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)后處理，并通過動畫顯示、圖表等方式提供數(shù) 據(jù)處理結(jié)果總之，LMS虛擬。實驗室運(yùn)動可以幫助工程師評估復(fù)雜 機(jī)械系統(tǒng)的真實性能，為結(jié)構(gòu)分析、耐久性和振動噪聲研究提供準(zhǔn)確 的載荷，還可以在原型測試之前分析和優(yōu)化機(jī)械系統(tǒng)的真實性能。簡單的機(jī)械建模LMS虛擬。實驗室使工程部門能夠快速創(chuàng)建和改進(jìn)虛擬原型模型通 過LMS虛擬。實驗室運(yùn)動，用戶可以

8、從零開始創(chuàng)建概念模型，導(dǎo)入 CAD零件和組件，或使用現(xiàn)有的多體模型。高性能設(shè)計功能加速了 組件的組裝和建模。創(chuàng)建運(yùn)動副時，需要連接的零件會自動連接在一 起當(dāng)修改組件的大小時，LMS虛擬。實驗室運(yùn)動會自動更新整個系 統(tǒng)?基于CATIA V5實體建模器的單組件設(shè)計？海量數(shù)據(jù)、 連接和邊 界條件與幾何圖形?提供與中國航空航天工業(yè)協(xié)會、 DEAS國際航空航天公司、專業(yè) 工程公司、通用電氣公司等主流計算機(jī)輔助設(shè)計軟件包的接口？輕松 導(dǎo)入LMS DADS和理學(xué)碩士。ADAMS模型模擬真實性能LMS虛擬。實驗室運(yùn)動提供了所有工具來準(zhǔn)確模擬系統(tǒng)在真實負(fù) 載條件下的性能用戶可以輕松地從機(jī)構(gòu)模型庫中選擇單元，并精

9、確地模擬摩擦、重力、彈簧剛度、間歇接觸、部件彈性和其他物理量。LMS 虛擬公司預(yù)測的運(yùn)動和內(nèi)部載荷。實驗室運(yùn)動是指導(dǎo)部件、連接件、 發(fā)動機(jī)和致動器設(shè)計的基本條件。穩(wěn)定且高性能的解算器確保即使最復(fù)雜的動態(tài)問題也能得到準(zhǔn)確及時的處理？基于LMS DADS求解器，以其準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性而聞名？包括運(yùn)動學(xué)、動 力學(xué)、準(zhǔn)靜態(tài)和預(yù)載分析？計算力、位移、速度和加速度的顯本和解釋以不同顯示形式顯示的模擬結(jié)果使同事和用戶能夠準(zhǔn)確地開發(fā)設(shè)計 并做出正確的工程決策。同步二維映射和三維動畫顯示力和加速度的 極值與機(jī)構(gòu)的位置直接對應(yīng)。特殊的后處理功能可以幫助工程師輕松 識別并有效解決工程問題?基于詳細(xì) CAD模型的碰撞檢測

10、？運(yùn)動包絡(luò)和力矢量的動畫顯 示？動畫顯示組合位移和應(yīng)力快速模型驗證LMS虛擬。lab motion軟件提供了有效且重復(fù)的關(guān)聯(lián)和驗證過程它 具有調(diào)整模型參數(shù)值的功能，并且可以通過定義更復(fù)雜的建模單元來 推進(jìn)模型的設(shè)計深度。通過將測試數(shù)據(jù)與仿真模型相結(jié)合， 可以提高 模型的質(zhì)量。當(dāng)參數(shù)改變時，LMS虛擬。實驗室動態(tài)自動更新所有 相關(guān)分析結(jié)果，并管理所有必需的數(shù)據(jù)操作有效設(shè)計空間探索LMS虛擬。實驗室運(yùn)動可以對不同的設(shè)計選擇和不同的步驟以高度 自動化的方式執(zhí)行完整的運(yùn)動模擬過程虛擬實驗室。實驗室動態(tài)消除了管理任務(wù)，避免了錯誤，并支持自動連續(xù)分析不同的參數(shù)設(shè)置無縫 地貫穿整個運(yùn)動模擬過程這些自動化參數(shù)

11、分析使工程師能夠快速探 索設(shè)計空間。3 LMS虛擬。實驗室運(yùn)動軟件功能1) LMS虛擬。實驗室運(yùn)動基于Catia V5平臺，具有完整的計算機(jī)輔 助設(shè)計建模能力能力。它是市場上唯一一款將 CATIA和機(jī)械系統(tǒng)分析完全集成的多 體動力學(xué)分析軟件。在LMS虛擬環(huán)境中構(gòu)建模型時。實驗室運(yùn)動，工程師可以直接導(dǎo)入 或建立不同零件的詳細(xì)的計算機(jī)輔助設(shè)計模型或幾何框架，創(chuàng)建組件之間的約束和連接關(guān)系，并確保整個系統(tǒng)的運(yùn)動性能可以得到正確的 描述。之后，工程師通過考慮機(jī)構(gòu)的動態(tài)特性進(jìn)一步定義模型及其邊 界環(huán)境，以準(zhǔn)確預(yù)測系統(tǒng)中的時域負(fù)載。此時，除了定義部件之間的 力，如剛度、阻尼、接觸和摩擦、重力、質(zhì)量、慣性等。

12、也給出了。力的施加可以通過一系列的數(shù)學(xué)模型來實現(xiàn)，如彈簧力、阻尼力、襯 套力和與周圍環(huán)境密切相關(guān)的接觸力。簡單的力單位如基本彈簧和復(fù) 雜的力單位如精細(xì)輪胎等。2)深入精細(xì)建模，獨(dú)特的剛?cè)狁詈戏治龉δ芑径囿w模型建立后，可通過更詳細(xì)的應(yīng)力描述進(jìn)行細(xì)化。例如，當(dāng)一個結(jié)構(gòu)的剛性不足以被認(rèn)為是剛體時，工程師可以用柔性體來描 述該結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)在大的外載荷作用下的變形可以通過預(yù)先計算模態(tài)振 型來獲得。模態(tài)數(shù)據(jù)可以通過結(jié)構(gòu)本身的模擬或?qū)氲耐獠吭囼灁?shù)據(jù) 獲得。作為介質(zhì)的長柔性體，例如懸掛穩(wěn)定桿或風(fēng)力渦輪機(jī)葉片，可以自動分解成多個梁的組合結(jié)構(gòu)， 以計算結(jié)構(gòu)在負(fù)載下的總非線性變形。 虛擬實驗室。實驗室運(yùn)動多體 動

13、力學(xué)軟件有各種復(fù)雜機(jī)械模型的詳細(xì)建模模板， 如輪胎力、襯套力、 彈性體接觸、齒輪接觸、梁、發(fā)動機(jī)、燃燒負(fù)載、液壓軸承、空氣動 力學(xué)等。虛擬。實驗室運(yùn)動獨(dú)特的剛?cè)狁詈戏治龉δ苤苯訉⒕W(wǎng)格劃分為虛擬網(wǎng)格。實驗室用全球定位系統(tǒng)模塊和編輯網(wǎng)格用。計算結(jié)構(gòu)模型還可以驅(qū)動 Nastran和Ansys在后臺求解結(jié)構(gòu)模型， 可以準(zhǔn)確方便地將有限元模型與剛體模型耦合起來，形成剛?cè)峄旌隙?體動力學(xué)模型。3） LMS虛擬。Lab Motion具有強(qiáng)大的接觸分析功能具有豐富的接觸類型，可滿足工程需求，快速解決復(fù)雜的接觸問題除 了定義各種接觸類型（如點到點、點到延伸和延伸到旋轉(zhuǎn)）之外，通過 為復(fù)雜幾何實體之間的接觸定義有

14、效的接觸表面， 還可以極大地提高 接觸分析的效率。支持剛性接觸、剛?cè)峤佑|和軟接觸的建模和仿真。4） LMS虛擬。lab motion solver將經(jīng)典的分析力學(xué)解法與自遞歸解法和第二種相結(jié)合。我們知道，對于具有大量重復(fù)對象的機(jī)構(gòu)，自遞歸求解器具 有求解速度快、解穩(wěn)定的優(yōu)點然而，經(jīng)典的分析力學(xué)求解器對于具有 復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的機(jī)構(gòu)具有優(yōu)勢。倫敦金屬學(xué)會虛擬解決方案。LabMotion將經(jīng)典的解析力學(xué)求解方法和自回歸求解方法合二為一，取 長補(bǔ)短。在保證精度的同時，大大提高了各種復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的求解速 度。60050040013002001000簡 單 模 型秒900000800007000060000

15、500004000003000000002000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000T程師可以輕松改進(jìn)原始設(shè)計， 使結(jié)構(gòu)滿足目標(biāo)性能要求，包括載荷和應(yīng)力指標(biāo)等。LMS虛擬。實驗室動力系統(tǒng)LMS虛擬。實驗室MotionLMS虛擬。實驗室計算機(jī)輔助設(shè)計接口LMS虛擬。實驗室有限元驅(qū)動程序LMS虛擬。實驗室聲學(xué)LMS虛擬。實驗室耐用性LMS虛擬。實驗室多學(xué)科仿真平臺 結(jié)合LMS虛擬。實驗室運(yùn)動，LMS虛擬。虛擬實驗室。實驗室聲學(xué)執(zhí)行從多

16、體到聲學(xué)的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)級建模和模擬。 所有數(shù)據(jù)通過軟件平臺自動轉(zhuǎn)換，大大節(jié)省了建模時間?？梢钥焖僭u估各種設(shè)計發(fā)動機(jī)模擬流程從多體到聲學(xué)系統(tǒng)級別4.2引入特殊發(fā)動機(jī)功能模塊4.2.1 螺旋彈簧建?？紤]到其自身質(zhì)量PDS提供螺旋彈簧建模單元螺旋彈簧單元建立的模型能夠準(zhǔn)確捕捉實際工程應(yīng)用中彈簧元件的復(fù)雜動態(tài)行為， 特別是在汽車氣門機(jī)構(gòu)系統(tǒng)中。彈簧的分布質(zhì)量的特征在于由約束對連接的柔性體。任何螺旋軌道都可以用來形成蜂窩、圓錐等高級螺旋彈簧圓絲多弧絲4.2.2 轉(zhuǎn)速表和燃燒單元曲柄連桿機(jī)構(gòu)模塊支持各種直列式和v型曲柄連桿機(jī)構(gòu)的建模和仿真轉(zhuǎn)速計和燃燒裝置的結(jié)合可以使燃燒負(fù)荷的預(yù)處理和后處理過程簡單易懂。當(dāng)前

17、曲柄角度和轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）可由轉(zhuǎn)速計單元測量。燃燒單元涉及燃燒壓力表面數(shù)據(jù)燃燒爆發(fā)壓力可以通過輸入燃燒室氣體壓 力數(shù)據(jù)施加到活塞、氣缸和氣門機(jī)構(gòu)燃燒單元&轉(zhuǎn)速表4.2.3 凸輪接觸面定義在模板中定義氣門機(jī)構(gòu)建模參數(shù)，并自動創(chuàng)建和裝配氣門機(jī)構(gòu)多體動 力學(xué)模型凸輪機(jī)構(gòu)模塊可以將現(xiàn)有的氣門運(yùn)動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成凸輪輪廓 數(shù)據(jù)凸輪接觸單元根據(jù)凸輪輪廓數(shù)據(jù)直接產(chǎn)生平滑的接觸表面精確 模擬凸輪接觸過程。凸輪觸點4.2.4 液壓間隙調(diào)節(jié)器液壓間隙調(diào)節(jié)器用于避免氣門機(jī)構(gòu)中的過度間隙和磨損類似的機(jī)構(gòu)也用于正時傳動系統(tǒng)，以保持皮帶或鏈條上的穩(wěn)定張力，從而避免不希望的振動。液壓間隙調(diào)整設(shè)備(HLA/HVL)寬度活塞長

18、度HOU高4.2.5 彈性流體動壓軸承彈性流體動壓軸承模塊使用戶能夠分析流體動壓徑向軸承在對準(zhǔn)和 未對準(zhǔn)情況下的性能常見的應(yīng)包括發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的軸頸軸 承，如:主軸頸、曲柄銷和十字頭銷軸承。在求解過程中，彈性動壓軸承模塊獲得軸承內(nèi)高度非線性的油膜壓力分布， 并將其分解為力和 力矩，與周圍結(jié)構(gòu)的振動耦合根據(jù)細(xì)節(jié)層次， 模型算法分為三個層次 阻抗法(解析解)；油膜有限元網(wǎng)格法和實際彈流法其中，實際彈性流 體力學(xué)方法是最先進(jìn)的，并支持 Nastran和Ansys網(wǎng)格的定義。為了 便于使用，該模型已無縫集成到 LMS虛擬環(huán)境中。實驗室環(huán)境在機(jī)構(gòu)的有限元油膜網(wǎng)格中可視化。例如，在徑向軸承的真實位置 上以重疊包裝的形式彈性液壓軸承(EHD)4.2.6 活塞潤滑活塞潤滑模塊使用戶能夠分析在油膜中滑動的對中或不對中活塞的動態(tài)行為。可以預(yù)測作用在活塞和氣缸壁之間的力，并將其施加到每個移動部件上。