模拟对机器制造商有什么作用

重型设备制造商希望设计的产品是耐用的，并在各种条件下发挥最佳性能。为此，Altair提供了一个集成的多学科模拟环境，以虚拟测试和优化设备性能，从而帮助降低设计和开发成本。使用模拟驱动设计，研究一个产品或系统的完整动力学是可能的，从运动分析到完整的生命周期耐久性测试。

重型移动机器主要由生产设备组成，每天工作近20个小时，年复一年，在各种恶劣的环境中，承受极端的负荷和超载。特别是挖掘机和装载机，如液压挖掘机，轮式装载机和反铲挖掘机，满足多种应用的使用情况，如挖掘，挖沟，装载，起重，破碎和撕裂。bob电竞官方很多时候，这些机器都有非标准的使用，比如在拖车上自动装载或铲斗撞击自卸卡车车身的情况下，机器受到计划外的力和力矩。本文重点介绍了工作流程和仿真驱动方法，以集成多物理与Altair的行业领先的解决方案。最新一代的牛郎星模拟工具可以捕获更广泛的车辆系统和环境交互。

雷达罩用于多个行业，包括航空航天、国防、电子和电信。如果设计得当，天线罩实际上可以提高天线系统的性能。为给定的天线选择适当的天线罩可以帮助提高整体电磁系统性能，消除风载荷，允许全天候运行，并为安装和维护提供遮蔽。Altair的天线罩模拟解决方案有助于简化这些复杂组件的设计，确保性能，同时显著减少开发时间。

AI和ML领域的进步，加上强健的模拟、测试和现场数据集的可用性增加，使得工程数据科学成为现代产品开发生命周期的关键组成部分，但为了从这些令人兴奋的工具中获取最大价值，公司需要一个存储、管理，并有效地利用他们的数据。他们需要数据纪律

模拟驱动设计永远改变了重型设备的产品开发，使工程师能够减少设计迭代和原型测试。不断增长的科学计算能力扩大了应用分析的机会，使大型设计研究在程序的时间限制内成为可能。现在，工程数据科学再次改变了产品开发。Altair®HyperWorks®内置的增强仿真功能正在通过机器学习(ML)加速设计决策过程。基于ml的人工智能驱动设计与基于物理的模拟驱动设计结合起来，利用高性能计算的最新技术，其力量正在被实现。bob官网 bob体育下载

信息孤岛是重型设备原始设备制造商面临的主要挑战。在整个产品生命周期中，仿真模型的集成较差，程序之间模型的重用有限，以及不同工程学科之间建模成熟度的变化，导致缺乏可追溯性，并最终妨碍开发效率和产品性能。使用系统建模和以资产为中心的数据分析解决方案有助于开发和协调一致的模型，以提高决策信心和速度。

熔模铸造是一种有价值的制造工艺，以其精确、可重复性和多种不同金属、蜡和高性能合金的精细部件而闻名。当使用模拟驱动方法时，生产高质量的铸造部件不太容易出现常见的设计错误，从而在设计阶段更容易、更准确地进行分析和优化。

医用支架是心血管疾病患者的生命线。Altair的解决方案可以通过满足虚拟变量测试来加快开发时间，让工程师真正优化医疗支架的设计和性能。

两轮和三轮汽车制造商，无论他们是现有的原始设备制造商，新的电动汽车初创企业，还是服务于这一细分市场的供应商，都有缩短产品开发时间和更快将产品推向市场的目标。使用Altair HyperWorks™，两轮和三轮车辆的行驶、耐久性和车辆动力学模拟现在可以通过一个直观和易于使用的GUI无缝执行，该GUI带有用于车辆模型、分析、预测和优化车辆行为的内置库。

扬声器的设计和分析，特别是对于更复杂的产品、系统或组件，通常需要构建多个仿真模型。扬声器的开发过程包括多物理和多源并行运行，以进行原型、测试和验证的多次模拟运行。这导致了对强度、热分析和刚度、噪声、振动和声学的非线性分析的独立模型。尽管每个模型并不总是从头开始构建，但对于每个属性使用不同的求解器通常需要将模型从一种求解器格式转换为另一种。这种做法不仅耗费时间，而且经常出现错误，导致工程时间的低效使用。

到今天为止，“经典”V图在越来越多的工程师中非常有名。尽管如此，它的使用——甚至部分使用——与它所提供的潜力相去甚远。一个原因可能是，它的好处对最终用户来说并不明显。在本演示中，我们将通过“关闭旧V”并将其转换为“关闭V”来引入新视图∇ （Nabla）循环”。这一贡献的重点在于通过以多种方式重复使用工程工作，显著提高基于模型的开发（MBD）方法的有效性的机会。

减少飞机设计和开发时间对所有飞机制造商来说都是至关重要的，从城市空中机动和电动飞机初创企业，到军用和商用原始设备制造商。为了充分理解和优化现代飞机所需的复杂系统，航空航天工程师利用了一种称为基于模型的系统工程(MBSE)的仿真方法。MBSE允许对各种类型的车辆系统进行评估，以确定哪种系统最能满足任务要求。

对设计的分析，特别是对更复杂的产品、系统或组件的分析，通常需要构建多个仿真模型。

分块建造是一种现代造船方法，它涉及预制模块节段的组装。上部结构的横截面在造船厂预制，运至建筑码头，然后吊装到位并连接。在船舶设计阶段完成后，主要设计分块和吊装方案，依靠经验数据和专业知识，以避免建造期间出现成本高昂和潜在危险的故障。然而，计算机辅助工程（CAE）的进步使得在主要设计阶段规划船舶建造成为可能，使设计师能够更深入地了解模块装配过程的结果，并通过模拟降低下游风险。

TCT杂志与Altair联合进行的“生产增材制造”调查旨在了解社区对使用增材技术进行系列生产的渴望和准备情况。TCT和Altair之间的合作旨在了解社区在当前生产能力、限速步骤和他们认为需要改进的技术领域方面的需求。

本文提出了一种基于DAM的船舶基础优化设计实例，对水下冲击条件下的船舶基础结构完整性进行了验证和优化。

高精度传感器和编码器是电机驱动的重要组成部分，对系统的质量和效率有很大的影响。需要一种目的驱动的模拟方法来解释这些复杂的多领域系统中的所有物理相互依赖关系。

Engineering.com非线性模拟实践受众调查

成本优化是行业所有领域的驱动力，每个制造商都在为最终客户提供经济高效的解决方案。本文讨论了如何进行部件的早期设计，重点是成本优化，而不占用建筑设计师太多的宝贵时间。本文的主要目的是利用Altair OptiStruct商业工程软件，基于自由尺寸优化和成本优化，生成汽车座椅设计方案。

感应电动机(IM)广泛应用于各行各业。为了确保它们的速度控制，IM将提供脉冲宽度调制(PWM)。这种电源，会影响电机的效率，降低电机的振声性能，产生噪声危害。为了应对这些技术挑战，并确保最佳的声学舒适性，有必要在设计的早期阶段设计一个安静的电机。本文的第一个目的是提出一种新的方法来降低感应电机PWM电源引起的噪声和振动。该方法可以被动地减小感应电机的气隙磁通密度谐波。第二个兴趣，是展示一种新的方法来分析pwm馈电的振动声学行为。该方法是完全有限元(FE)计算。最后，本文的第三个兴趣是比较本文提出的有限元方法、磁-振-声耦合和测量之间的噪声和振动结果。测量结果和计算结果将显示出良好的一致性。

一个模拟驱动的设计过程被证明可以在更短的设计周期内产生改进的、更健壮的和成本效益更高的设计。在设计周期的早期融入模拟和优化有助于塑造概念设计，因此随着设计的成熟，更少的迭代和返工是必要的。本文旨在讨论使用仿真驱动设计方法设计和设计产品时可以采取的初始步骤。牵牛星公司的几个设计和工程工具将结合起来实现各种设计目标。

今天，大多数产品都是先进技术的复杂机电一体化组合，将电气部件与控制器和嵌入式软件混合在一起。为了有效地管理创新产品，组织正在转向基于模型的开发方法来进行概念研究、控制设计、多领域系统模拟和优化。为了满足这一需求，Altair的仿真和优化套件旨在通过其多学科的软件工具和咨询服务，在整个产品生命周期中转变设计和决策。

许多商用飞机的设计使机身蒙皮能够在极限载荷以下弹性屈曲，并继续安全高效地运行。与非屈曲设计相比，该设计方案可实现非常轻的半整体式结构。因此，预测局部屈曲、后屈曲行为和失效对于此类结构的设计和优化至关重要。局部面板在压缩和剪切的组合中屈曲。过度压缩被重新分配到周围的轴向构件（框架和纵梁）上，剪切力通过平行于屈曲波的张力继续由屈曲板承载。压缩重分布和对角张力对所有涉及的结构部件都有特殊的强度考虑。这种后屈曲行为和分析方法都称为中间对角张力（IDT）。

在本白皮书中，使用金属成形模拟器AFDEX建立了一个合适的连接过程(夹紧)的有限元模型，然后使用来自Altair的多学科优化软件HyperStudy对连接过程进行优化。

在最近的时代，有一个高需求轻量化的汽车组件，这将减少油耗和排放。在非线性负载条件下的组件将需要优化技术，以产生满足所有性能目标的设计，同时保持相对于时间和成本的过程效率。CAE工具的使用，如Altair的OptiStruct和HyperWorks，允许工程师探索各种设计解决方案，从概念层面到成熟的设计，同时满足多种需求，并适当考虑制造方法，使工程师得到最佳的设计和流程。

为了设计和制造消防车的云梯，工程师需要准确地确定云梯将会遇到的工作载荷。其中一些是很容易理解的，比如在梯子末端的篮子里的消防员的重量，或者供给到喷嘴的水的重量。其他的负荷可能有点难以量化，比如风如何影响梯子。有几种不同的方法来确定这种效应，本文将探讨其中的两种方法:标准方程(ASCE 7-10)和CFD。

流体和结构耦合的优化设计方法是一个活跃的研究课题;特别是在航空航天领域。bob电竞官方本文提出了一种流固耦合的拓扑优化方法，采用两种商业有限元方法进行拓扑优化;AcuSolve OptiStruct。采用基于梯度的方法使结构在热载荷作用下的柔度最小化。使用OptiStruct中可用的固体各向同性惩罚材料(SIMP)方法计算出最优的材料分布以最小化柔度。为了迭代地降低零件质量，引入了体积分数约束。绘制约束用于确保可制造性。利用AcuSolve的计算流体动力学(CFD)方法迭代计算热负荷。优化产生了一个创新的设计，提高了散热率，同时降低了质量。

设计探索和优化的好处已为工程师所理解和接受，但所需的密集计算资源已成为将其纳入设计过程的一个挑战。HyperWorks Unlimited（HWUL）设备为这些挑战提供了一个有效的解决方案，因为它将云中所有必要的工具无缝连接在一起。本研究的目的是展示HWL在复杂系统优化驱动设计方面的优势。为此，选择了碰撞载荷情况下的汽车座椅设计。

本文描述了使用Altair工具，如同步永磁电机的Flux的EM FEA分析和HyperStudy来最小化典型的用于电力牵引的IPM电机(如丰田普锐斯2010的IPM电机)的NdFeB磁铁重量的过程。

对于大型航空航天组件的有限元分析问题，需要建立周围物体之间的接触相互作用，以模拟各部件之间的载荷传递，如航空发动机承载支架组件、龙头组件等，并了解各部件之间相互作用的影响。在某些情况下，根据装配的几何形状，研究区域可能不是接触区域，而是作用在部件内部的应力。如果在这些问题中没有几何或材料的非线性，一种称为快速接触的新的接触公式可以用于这些接触区域。

通常，在铸件的设计中，次优化的结构概念是不可铸造的，这需要多次耗时的设计迭代。这篇文章描述了一个过程，既产生结构高效又铸造零件，同时减少整体设计周期时间。通过拓扑优化确定最优结构，在保持性能要求的同时减少部件质量。这一步之后是设计平滑操作，然后通过铸造模拟检查铸造缺陷。为了演示这种软件驱动的产品设计和工艺验证，solidThinking Inspire®用于开发概念设计，Click2Cast®用于铸造工艺验证。

本文给出了当前能力定位的技术回顾和指导方针。注意，下面使用的是OptiStruct v2018版本。与以前的版本相比，讨论的算法有一些变化。一般来说，版本2017.2.3可以用来重现所有展示的结果。

Snap-fits是普遍存在的工程特征，用于快速和廉价地组装塑料部件。与snap-fit问题相关的几何、材料和接触非线性会给建模带来挑战。带有显式求解器的准静态解通常用于分析快照;然而，OptiStruct的非线性求解器现在具有隐式解决这些高度非线性问题的能力。本文的第一部分讨论了一种利用OptiStruct进行snap-fit隐式有限元分析的有效方法。一旦建立了精确的仿真模型，工程师通常会对设计进行更改，以实现所需的插入力和保持力。本研究的第二部分详细介绍了如何使用HyperMesh morphing和HyperStudy来优化snap-fit设计，从而在最小化质量和确保结构完整性的同时获得所需的插入力和保持力。该报告中记录的方法可以减少设计时间、材料使用和工业中使用的快速配合的故障率。

XLDyn®允许产品工程师开发和跟踪与不同验证方法相关的需求，因此当前项目状态始终可用。此外，XLDyn®完全集成了系统级实验设计（DoE），为选择最佳参数集或零件提供了有价值的设计指导。甚至测试数据也可以包含在DoE中。

在电机中，转矩是由电磁力产生的，电磁力也会产生一些定子的寄生振动。这些振动激发了固定电机的机械结构并产生声音。在设计电机时,必须考虑这方面从一开始就因为它取决于电流的谐波含量,饲料机、转子和定子的形状,交互的电频率与自然机械结构的模式。为了模拟这种现象，必须建立电磁计算和振动分析之间的耦合。为了降低噪声，还可以添加一些优化程序。接下来，它展示了如何Altair HyperWorks套件;特别是FluxTM, OptiStruct®，HyperMesh®和HyperStudy®产品已经成功地用于执行多物理优化，以降低燃油泵永磁电机的噪声。

本分步教程详细介绍了如何将RAMDO与HyperStudy和OptiStruct结合使用。

转载Engineering.com文章OptiStruct作为内置优化功能的结构分析工具

Altair OptiStruct*利用先进的分析功能和新颖的优化驱动模拟，为工程师和设计师提供从概念到最终设计的统一解决方案。在此过程中，一次优化迭代的模拟时间是一个关键考虑因素，因为它影响整个设计过程的计算速度和可伸缩性。

本文提出了一个集成了金属成形仿真软件AFDEX和多学科优化软件HyperStudy功能的工作流程。利用该方法可使某汽车变速器齿轮传动装置的成形载荷最小化，并对两个模具设计参数进行优化。

将运行时间减少到17X是Altair最新软件版本中更强大的硬件和更先进的算法的直接结果。