快速评估真实世界的机器-通过动态运动分析提高系统理解

“方程式学生”是一项国际赛车工程竞赛，来自世界各地的团队设计、建造并比赛一辆方程式风格的赛车。在这个演示中，Team Bath Racing讨论了他们如何利用Altair Inspire进行拓扑优化，以及它如何实现快速设计迭代。

于2021年6月参加第二届牛郎星学术推广活动

发言人:Conor Smith，舷外悬挂设计师，Team Bath Racing
持续时间: 18分钟

本报告介绍了Altair EDEM和MotionSolve之间的联合仿真解决方案，使工程师能够将真实的散装材料负载引入他们的多体动力学仿真。

ravo 5 iseries街头清扫工的底盘一直是一个经过验证的设计，自60年代中期以来一直保持相对不变。然而，由于重量和尺寸要求增加，以及驱动机构的可能改变，需要大修机箱平台。为了开发一个适用于即将到来的和未来变化的新（模块化）底盘，选择了一种CAE驱动的设计方法，由Viro执行。当使用计算机辅助工程（CAE）时，主要问题是定义或估计结构上的作用载荷和/或边界条件。在动态加载这样的结构的情况下，进一步加剧这种确定。此外，如果该结构是底盘，则各种负载箱和互连系统（例如轮胎，悬浮液）效果效果多方面的装载行为。

通过利用多体动力学(MBD)和创建一个当前的街道清扫器的MBD模型，第一步是朝着开发一个新的(模块化)底盘。计算的载荷和力矩作用在悬架和底盘上的量化，例如几个最坏的情况下，这允许有充分的依据的决定有关的新设计。此外，这些荷载条件可以作为未来地形优化和/或应力分析的输入。一个重要的部分，当创建一个cae模型，即在这种情况下一个mbd模型，是验证该模型通过实验和/或解析公式。为此，对几种计算荷载工况进行了现场试验和相互配合试验。随后的验证表明，测量的加速度与mbd模型计算的加速度很好地相关。

于2021年5月在ATCx重型设备展上展出。

发言人:Thijs Romans, VIRO工程分析小组组长

持续时间:20分钟

多年来，多体动力学(MBD)代码(如MotionSolve)和离散元方法(DEM)软件(如EDEM)之间的联合仿真已经应用于许多应用，如车辆和材料运输。bob电竞官方缺少的一个环节是一个真实的轮胎模型，它不仅能以真实的方式与土壤材料相互作用，而且还能显示变化的轮胎压力、接触面积的变化以及在该接触面积上的压力分布的影响。

对于非常柔软的材料，例如深泥浆具有高压轮胎，使用刚性轮是一个体面的近似。但对于较硬的表面轮胎，这种方法有几个短暂的播出。例如，轮胎的刚性表示将具有可忽略的滚动阻力，而真正轮胎上的压力分布在轮胎的中心线之前具有峰值，其在抵抗运动的轮胎的中心线上。接触贴片区域将实际上不依赖于沉陷，但下沉依赖于取决于负载和内部压力的接触区域。

本演讲介绍了新的PM-FlexTire模型，该模型集成在EDEM中，将与MotionSolve一起工作。要求创建和关联轮胎模型提出了几个应用实例在泥浆，粘土和砾石床。

于2021年5月在ATCx重型设备展上展出。

发言人:Jesper Slattengren, Pratt Miller技术研究员

持续时间:20分钟

G.S.Vidyaprakash介绍Lakshmi Machine Works Ltd.如何通过仿真驱动设计过程。在他的第一次正确的机器设计与CAE模拟演示中，他讨论了预测和预防故障模式的可靠模拟技术。

控制器策略专家Lorenzo Moretti提出了如何提高Cobot协作。在虚拟调试的背景下，他讨论了如何更有意义的控制器设计可能与现实的工厂模型。

Altair总裁兼首席运营官Brett Chouinard讨论了工业机械领域的发展挑战，阐述了Altair的可扩展模拟解决方案如何为模拟驱动的创新提供环境，以及机器学习如何进一步扩展能力。

Simon Zwingert，技术顾问，为Altair模拟解决方案提供了一个演示会议，以更快地评估现实世界的机器，解释了如何通过研究和设计探索来改善设计，对完整的装配进行焊接线优化。

Daniel Jauss, CAE应用工程师，在Altair仿真解决方案上进行演示，以更快地评估现实世界的机器，解释如何通过拓扑优化实现减振，执行模态分析和机器门的优化，确定经济的制造替代方案，并对板料结构进行了拓扑优化。

Felix Koerfer，技术顾问在Altair仿真解决方案上提供了一个关于速度仿真解决方案的演示会，以便对现实世界机器的更快评估，解释了具有真正装载条件的结构评估如何评估全球压力和变形，螺栓力的评估以及准确性求解线性轴承CNA的变形。

Benoit Pelourdeau介绍了Stanley Robotics SAS如何通过模拟驱动设计过程，以开发世界上第一个机器人汽车存储服务。向他学习跨学科机电产品开发团队如何通过精确的虚拟原型获得成功。

Christian Kehrer，业务发展经理系统建模，给出了Altair仿真解决方案的演示会议，以更快地评估真实机床，解释数控控制优化是如何实现数控铣床的轨迹误差修正，通过系统仿真和如何更有效的控制器设计与现实的工厂模型实现。

行业专家Dennis Baum介绍了Weber Maschinenbau如何应用仿真，如何在产品生命周期中使用仿真，以及对客户和内部流程有哪些好处。

在他的介绍中，保时捷的Sebastian Wachter带我们通过一个令人兴奋的项目，拓扑优化技术与3D打印相结合，创造了一个高度创新的发动机变速箱外壳，比现有的组件轻10%，刚性两倍。

Altair首席技术官James Dagg概述了Altair开发我们今天拥有的领先建模和可视化技术的过程，并提供了未来帮助您减少产品交付时间的方法。James Dagg已经在Altair工作了30多年，是Altair软件战略和开发活动背后的一位远见者。他还领导了牵牛星的概念设计技术的开发，并监督了牵牛星CAE软件套件的开发超过十年。

在本演示文献中，介绍了MIRDC的仿生智能自动引导车辆（BI-AGV）。这款“协作处理模块”具有三种无线智能，灵活性和灵活的运动特性。通过无线智能协同处理系统，它可以实时控制多个自动导向车辆（AGVS），并且多个车辆可以进行远程控制和串行连接以执行处理任务。同时，采用了360度移动全向轮设计框架。它具有灵活的使用在传统的无人驾驶车辆不能在室内狭长空间中平稳地运行的区域。

无论你是想了解整个学生方程式赛车的动态特性还是部件的小型组装机制，来自Altair的MotionSolve都是适合你的完美工具，并免费提供给所有学生和学生方程式车队。本演示将展示MotionSolve可以用来快速优化您的工作流程和更好地理解您的设计，使您可以创建一个动态稳定的底盘，击败竞争对手。

世界上到处都是散乱的物质。从正在开采的矿石、正在挖掘的土壤、正在运输的岩石或正在加工的粉末——超过70%的所有工业过程都涉及这些具有挑战性的材料的处理或加工。

在设计过程的早期和经常进行模拟时，其影响最大。现在，《SimSolid》正在重新构想模拟驱动设计的执行方式。

要赢得机电一体化产品的创新竞赛，需要一套能够支持从早期概念设计到服务支持的多学科开发过程的工具。

Altair Inspire已经从一个为设计师提供的拓扑优化工具迅速发展到一个跨越工业设计、结构仿真和优化、运动分析和制造仿真的设计环境。

这些成功的故事说明了客户如何利用Altair的基于模型开发的数学和系统技术来开发更好、更快的产品。仿真涉及3D, 1D和/或0D建模方法，基于Altair MotionSolve™，Altair Activate™和/或Altair Compose™的集成使用。

Edan Lazerson, CAE工程师，普拉桑。风暴骑士是一种全新的车辆，由普拉桑公司从头开始设计和发展。利用Altair Inspire进行拓扑优化，以找到车辆前副车架的“最佳”设计。确定了可用体积(设计空间)、5种不同的载荷情况和目标质量，并通过优化软件计算几何形状来实现刚度最大化。优化结果与传统工艺相比较为复杂;仿真和设计团队合作设计了一个可制造的前副车架总成。对新设计进行了模拟，以确保它能够承受所有所需的负载。在原型车上实现了前副车架并进行了测试。优化后的前副车架在满足质量和几何要求的同时，机械性能良好。早期阶段的优化减少了开发时间，通过创建一个有效的几何，然而，拓扑可制造设计过程不是简单的。 In this presentation, we will present the mentioned development stages and compare the test results to the simulation predictions. Presentation at the ATCx in Israel, Netanya on October 30, 2019.

Stuart Bates博士，Altair概念技术专家在2019年英国e-Mobility研讨会上展示。快速探索包装替代方案，如电池系统布局，电池框架/白车身集成。开发平衡设计(权重vs属性性能)，使用仿真设置目标。

能源储存、马达效率和飞行控制系统的进步，使我们处于空气流动性革命的潜在风口。目前，许多传统的交通基础设施已经饱和，迫切需要新的交通方式。本演讲将概述城市和扩展空气流动的最新发展，并讨论必须克服的障碍，不仅是技术障碍，而且是法规、社会接受和商业方面的挑战。它将提供我们自己的技术挑战和成功的概况，从即将到来的过渡®到理想的TF-X。

随着各种行业劳动力短缺加剧的前景，加上职业伤害的巨大成本和不断增加的提高生产力的压力，领先的机器人公司，在部署工业机器人方面，Sarcos处于一个独特的位置，该技术旨在通过增加而不是取代人类工人来提高生产率，同时消除伤害。首席运营官克里斯•Beaufait Sarcos,讨论了当前机器人风景,为什么自动化不是正确的解决方案行业面临的问题,如何Sarcos及其产品线,包括完整的身体,完全的监护人XO外骨骼——将扮演至关重要的角色定义未来的劳动力,以及他对机器人产业未来5到10年的展望。

由于采用了Altair Inspire和SimSolid，本演示文稿讨论了过去几年Faraone在产品范围和质量方面的进步。SimSolid是一个很好的工具，它让Faraone能够研究和完善复杂结构和各种不同产品的设计，而不仅仅是玻璃栏杆。在不到半小时的时间里，就可以直接从3D CAD文件中分析和验证一个三层玻璃楼梯，这种模拟通常需要半天左右的时间。此外，原始CAD图纸不需要简化，SimSolid®直接从3D CAD文件工作，允许更少的问题和更好的最终解决方案。

2019年10月30日，以色列Altair公司国家董事总经理Sergi Chanukaev在内塔尼亚胡以色列ATCx大会上的发言。

2019年10月30日，以色列航空工业协会机械设计师Avishai Warszawski在以色列内塔尼亚ATCx上的演讲。该项目的目标是为连接到电子单元的精密同轴电缆设计一个轻便而坚硬的支架。这种支架的机械加工设计虽然重量很轻，但没有提供所需的刚度，制造成本也很高。最好的设计方法只有在AM团队被要求找到解决方案后才得以实现。使用Altair工具进行拓扑优化，以定义提供最佳解决方案的最佳形状。最后，在AlSi10Mg的SLM机上打印了支架。在不久的将来，将根据规定的环境负荷进行动态试验。

2019年10月30日，IWI以色列武器工业(IWI)仿真部门Konstantin Arhiptsov和Eitan Maler在以色列内坦亚ATCx上的演讲。目前，在IWI中，完全多物理模拟是开发任何新产品的集成工具。其动机是完全模拟一个或两个射击周期，尽可能接近现实。第一步是多体动力学仿真，以检查所有机构是否同步和工作正常。其次是明确的模拟-校准手枪的机械性能，在弹簧，接触，材料和火药的性能基于一个射击周期。下面是校准非刚性边界条件(NRBC)。这种不完全固定的边界条件的校准对于理解零件的实际应变和应力是至关重要的。其中一种方法是使用已知的手臂和手腕的刚度数据，将这些数据应用到HyperStudy模型中，以比较和校准基于真实射击的慢动作捕捉的结果。结果是有希望的，与真实的拍摄行为相比，具有很高的准确性，直到滑块到达其移动的终点——在那里，大部分动能转换为框架上的负载。下面的步骤将是校准，使用相同的方法，返回滑块的原始位置，并执行一个以上的射击周期。

主持人:罗纳德·凯特，牵牛星技术专家

对于stewart - gough平台(Hexapod)，使用各种软件工具来研究和设计高动态液压驱动以及整体系统控制。在Altair Activate中进行了特征频率计算、控制设计与比较、液压系统设计和总体仿真控制，将stewart - gough平台的力学特性从CAD模型中导入Altair Inspire Motion。利用Activate和Altair MotionSolve进行了控制+液压和力学的联合仿真。使用Altair HyperView和HyperGraph对结果进行分析和可视化。有了高度集成的解决方案，结果可以在很短的时间内实现。不同类型的模型(线性/简化/全力学/水力学)使得我们能够从快速开发周期开始，并最终获得可靠的结果。

主讲人:Christian Kehrer，牵牛星业务发展经理

本报告讨论了多学科的卡车队列评估，由领头卡车发出加速、制动和转向信号，以便后续卡车作出相应反应。这些好处涉及安全要求、燃料节约、交通能力和便利性。该报告演示了为什么组队需要在连接不同的建模和仿真方法的意义上的一个整体的方法，以虚拟评估这个系统的系统。

主持:尼诺·米奇尼克，凯泽斯劳滕大学机械工程专业学生

演示的第一部分展示了在MotionView/MotionSolve (MV/MS)中构建驱动外骨骼多体系统的详细过程。所需的运动通过“运动”转移到相应的关节。通过这个外骨骼可以站起来，走对角线穿过地板和坐下来。在第二部分的“运动”MV/MS被控制器(位置控制)所取代，提供一定的扭矩来驱动外骨骼。本文主要研究的是Activate与MV/MS协同仿真的实现。最后，对德国凯泽斯劳滕应用科学大学的类似作品进行了快速展望。

主讲人:Stefano Benanti, Hutchinson研发材料工程师

电池冷却(BC)系统通常由几个并联分支组成，每个分支通向和远离一系列冷却板。由于每个客户的关键要求是正确的各支路流量分布和总压降，因此从每个项目的第一阶段开始，数值计算就非常重要:组件的数量及其尺寸对总成本有相关的影响，因此有必要在报价请求(RFQ)阶段快速提供结果。这种情况下的3D计算，虽然可行，但需要相关的时间，并使快速提供结果的成本更高(在计算能力和必要的软件许可方面)。我们的目标是开发一种更快的方法来提供结果并允许必要的优化周期。Altair Activate®被Hutchinson选择来开发代表不同电路组件的rom库，通过它可以创建能够快速和精确地响应此类需求的一维模型。

主持人：Arnold Free，首席创新官和联合创始人CM实验室

机电一体化系统和非公路设备设计正在迅速发展。随着先进的控制功能，操作员辅助系统，甚至完全自主的地平线上，工程师们正在建立复杂的系统仿真模型，以更好地了解他们的智能机器。通过使用交互式和沉浸式虚拟现实软件，系统模型可以从高保真工程仿真中导出，并用于操作员在环、HIL和SIL测试。交互式虚拟原型允许人为因素测试和测量系统性能在超现实的虚拟工地。仿真也被用于自主系统中基于人工智能的感知和运动规划。销售和市场营销部门现在正在使用交互式模拟和可视化来演示产品。在原始设备制造商中，模拟的价值正在迅速扩大。CM实验室模拟最近与Altair合作，将工程模拟和交互式实时系统模型结合起来，以执行上述所有操作。来自Altair MotionSolve的经验证的多体系统动力学模型可用于在Vortex Studio中构建交互式模型，并与先进的实时3d图形相结合，创建具有人机交互的沉浸式实时仿真。通过实时仿真，还可以通过Altair Activate连接到交互式控制模型和系统级多学科仿真。本演示以移动式起重机模型为例。它将演示将工程模型转换为实时模型、创建真实工作场景以及在沉浸式模拟器中部署以进行操作员在环测试和系统演示的过程。

在较短的开发周期内以最少或零原型车实现目标品牌形象是电动汽车公司面临的主要挑战。为了克服这一挑战，Altair、HBK和Romax联合开发了一种模拟驱动过程，并能够虚拟体验噪声和振动特性，让工程师在开发过程中获得实时性能反馈。这次关于NVH开发过程的联合演讲涵盖了广泛的主题，包括标杆、目标设定、整车和电机变速箱仿真负载、故障排除、优化和随机分析，以及用于主观评估的仿真结果回放。在声音和振动设计和开发方面，许多新技术代表了全球最佳实践。加入我们，探索如何控制车辆的声音和振动特性，实现正确的声音，并避免常见的NVH陷阱，同时加快上市时间，利用和体验虚拟NVH原型。

Ed Wettlaufer，Technical Manager Mechatronics集团，Altair [代表Navair]

关于建议或RFP的政府征求飞机和空中系统需要初步设计，以准确预测绩效足够的忠诚，以证明设计符合政府性能要求的能力。现代化的高性能bob官网 bob体育下载计算提供了在计算流体动力学等领域中执行先前昂贵的分析的杠杆。这些高阶分析的结果可用于填充1D系统模型中的参数，该模型可以轻松地耦合到来自其他学科的中级型号。这些能力允许设计工程师快速迭代模型成熟度和多年前的准确性，导致在前所未有的时间内设计性能预测的高度信心。向前迈进，Altair工程师将采用多体和共同仿真，以执行前述预采购阶段的初步设计的一个子系统的工程和制造开发阶段（EMD）。

主讲人:Dario Mangoni代表Alessandro Tasora，帕尔玛大学工程教授和数字动力实验室负责人

本演讲介绍使用近端策略优化(PPO)深度强化学习算法来训练神经网络来控制机器人步行者和机器人手臂的仿真。通过训练神经网络来控制电机的转矩设定值以达到最优目标。

主讲人:Rajiv Rampalli, Altair HyperWorks核心开发团队的高级副总裁

牵牛的多体系统仿真(MBS)产品- MotionView, MotionSolve和Inspire Motion -构成多学科系统仿真的关键组成部分。在本次演讲中，我们将以客户成功的形式回顾今年的几项成就，以及这些产品最近的显著扩展了功能深度和广度的改进。其中一些应用实例还涉及到从MBS到其他Altair技术或第三方技术的连接，如Altair OptiStruct(用于柔性车身和轻量化)、Altair Activate(用于液压)和EDEM(用于批量材料的离散元建模)。

主持人：Dario Mangoni，帕尔马大学工程教授

在现代汽车工业中，混合动力和电动汽车系统的出现正在推动汽车电子和软件的根本性变化，要求越来越先进的控制技术。由于大量的传感器、控制器和致动器使车辆变得“智能”，自动停止、自动启动、最终自动驾驶的汽车如今成为可能。为了简化和使用户与机器之间的交互越来越直观和友好，更广泛和更深入的研究不同的使用场景，并结合人的交互和干预是至关重要的。在这种情况下，更详细的车辆模型需要提供一个有效的原型工具，可以可靠地用于测试创新的控制策略，如人在环测试。本文提出的汽车实时Modelica库旨在为汽车控制系统的设计和测试提供一个有价值的工具。这种方法的关键竞争优势在于基于Maple模型的编译器支持高级细节建模;采用Modelica语言，允许一个透明和物理的方法来建模活动，最后激活平台，为基于信号的控制设计的环境提供实时能力。为了以图形化的方式验证库的结果，还实现了一个用于真实实时仿真的可视化框架，以确保测试用户体验的高保真场景。