建議書虛擬振動(dòng)臺(tái)-LMS建議書

航空綜合技術(shù)研究所虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)LMS國(guó)際公司建議書呈送：航空綜合技術(shù)研究所仔中航工業(yè)綜合技術(shù)研究所AVIC.AERdrPOLYlECHMCBL0仃丫ESlAELlSHMENT提交：LMS國(guó)際公司S3i_M5sENSiHE￡itlHCIhtfl^^^TiaN2010年3月StatementofConfidentiality《航空綜合技術(shù)研究所虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)LMS國(guó)際公司建議書》中所有內(nèi)容均為機(jī)密信息，若未事先征得LMS國(guó)際公司的書面同意，航空綜合技術(shù)研究所確認(rèn)將不會(huì)泄漏給任何其它公司，和不參與本項(xiàng)目審查工作的任何個(gè)人。Revisions&Modifications版本作者時(shí)間說(shuō)明V1.0程磊2010年3月301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月1

r—Mm匕EMGIMEERINGIMV口VATION目錄TOC\o"1-5"\h\z1虛擬振動(dòng)試驗(yàn)建設(shè)需求分析 1項(xiàng)目需求概述 1虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的提出與建設(shè)目標(biāo) 3虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的意義與價(jià)值 42虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)項(xiàng)目技術(shù)方案 6平臺(tái)功能與建設(shè)思路 6虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)組成架構(gòu)與支撐軟件 10虛擬振動(dòng)試驗(yàn)主要流程和步驟 15關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)及其實(shí)現(xiàn) 18典型建模步驟示例 21振動(dòng)臺(tái)部件CAD建模 21網(wǎng)格劃分 21材料與單元屬性定義 22有限元裝配與聯(lián)接 22邊界條件與工況定義 22計(jì)算 23輸出結(jié)果與后處理 23結(jié)論 233實(shí)施計(jì)劃 233.1軟件配置方案 233.2實(shí)施內(nèi)容與實(shí)施步驟 244虛擬振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外成功用戶 275虛擬振動(dòng)臺(tái)軟件平臺(tái)簡(jiǎn)介 34ImAGINE.LabAMESim多領(lǐng)域系統(tǒng)仿真平臺(tái) 34Virtual.Lab多學(xué)科3維虛擬樣機(jī)仿真平臺(tái) 40Imagine.Lab與Virtual.Lab的無(wú)縫集成 43301所虛擬振動(dòng)臺(tái)301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月EMEIMEERilNG1HMicVATI口N1虛擬振動(dòng)試驗(yàn)建設(shè)需求分析項(xiàng)目需求概述振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)是航空航天、武器裝備、精密儀器等行業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)過程中的最重要的環(huán)節(jié)之一，對(duì)于驗(yàn)證產(chǎn)品尤其是其中的振動(dòng)敏感設(shè)備和精密儀器在振動(dòng)環(huán)境中的抗振性、可靠性與適應(yīng)性有著至關(guān)重要的作用。在當(dāng)前航空航天和國(guó)防裝備等領(lǐng)域，產(chǎn)品的振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)一般通過振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)來(lái)完成。通過振動(dòng)臺(tái)模擬產(chǎn)品在工作狀態(tài)中的外部振動(dòng)激勵(lì)，評(píng)價(jià)產(chǎn)品在各種典型工況或極限工況中的抗振能力，以結(jié)構(gòu)抗振能力和可靠性為目標(biāo)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)、驗(yàn)證和改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。通過振動(dòng)臺(tái)進(jìn)行振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)和設(shè)計(jì)改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)是方法直接、一般情況下正確可靠，可以對(duì)物理樣機(jī)或?qū)嶋H產(chǎn)品進(jìn)行直接的試驗(yàn)測(cè)試，直觀地觀察和評(píng)價(jià)實(shí)物在不同振動(dòng)激勵(lì)下的響應(yīng)和表現(xiàn)，基于試驗(yàn)結(jié)果提出設(shè)計(jì)改進(jìn)。由于產(chǎn)品均基于振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行振動(dòng)環(huán)境測(cè)試，振動(dòng)試驗(yàn)的精確性和試驗(yàn)結(jié)果在很大程度上決定于振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的性能。因此，振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)本身的設(shè)計(jì)和建設(shè)至關(guān)重要，對(duì)振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)要求是精確、可靠，實(shí)施和建設(shè)費(fèi)用低、周期短，以滿足航空產(chǎn)品需要進(jìn)行越來(lái)越多的振動(dòng)試驗(yàn)的要求。301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月1

r—Mm匚H口IhlI二二RHGIHND”.自TI□U 當(dāng)前，振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)和建設(shè)主要通過傳統(tǒng)的技術(shù)方法和流程實(shí)現(xiàn)，基于振動(dòng)臺(tái)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，進(jìn)行目標(biāo)和功能分解后，對(duì)各子系統(tǒng)或部件進(jìn)行選型和采購(gòu)。傳統(tǒng)流程對(duì)振動(dòng)臺(tái)本身缺乏有效的評(píng)價(jià)，如強(qiáng)度、模態(tài)、閉環(huán)控制與激勵(lì)的精確性，臺(tái)面與試件的結(jié)構(gòu)耦合特性，等等。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的局限其一在于難以優(yōu)化振動(dòng)臺(tái)性能和設(shè)計(jì)方案，其二振動(dòng)臺(tái)開發(fā)成本高，建設(shè)周期長(zhǎng)，在設(shè)計(jì)后期容易出現(xiàn)較多的設(shè)計(jì)反復(fù)，甚至出現(xiàn)顛覆性的問題。止匕外，隨著航空待測(cè)型號(hào)和產(chǎn)品越來(lái)越多，對(duì)振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)的要求也越來(lái)越高，必須不斷提高試驗(yàn)的效率和有效性，同時(shí)降低試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)前基于振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)存在以下局限：振動(dòng)試驗(yàn)準(zhǔn)備周期較長(zhǎng)，需要有實(shí)物樣機(jī)或產(chǎn)品才能進(jìn)行，而且物理樣機(jī)或產(chǎn)品的成本較高；由于試件安裝在試驗(yàn)臺(tái)上和安裝在實(shí)際產(chǎn)品上的耦合關(guān)系和邊界條件不同，因此試驗(yàn)臺(tái)難以完全模擬真實(shí)的振動(dòng)激勵(lì)，容易引起過試驗(yàn)或欠試驗(yàn)問題，存在一定的試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)；BoundaryConditionsBoundaryConditions在試驗(yàn)臺(tái)上難以模擬所有的工況；振動(dòng)試驗(yàn)受到傳感器數(shù)量和安裝位置的限制，能夠獲取的試驗(yàn)結(jié)果信息有限，無(wú)法完全觀測(cè)到結(jié)構(gòu)響應(yīng)和破壞；并且對(duì)一些導(dǎo)出量如結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變等較難直接測(cè)量；僅僅基于振動(dòng)試驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證和改進(jìn)有較大的局限性，只能通過試錯(cuò)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，而且難以做到優(yōu)化。綜上所述，當(dāng)前振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和建設(shè)，以及振動(dòng)試驗(yàn)本身都存在較大的技術(shù)局限，既影響振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)效果，又影響振動(dòng)試驗(yàn)的效率，需要尋求新的能夠同時(shí)滿足振動(dòng)臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā)和改進(jìn)振動(dòng)試驗(yàn)的技術(shù)途徑，從而大幅度提高振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)從振動(dòng)臺(tái)構(gòu)建到振動(dòng)試驗(yàn)實(shí)施的效率，即端到端的解決方301所虛擬振動(dòng)臺(tái)301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月匚同CilU二二RHG1卜」\口\，.也11口"案。虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的提出與建設(shè)目標(biāo)解決當(dāng)前振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題、提高試驗(yàn)效率、改進(jìn)試驗(yàn)質(zhì)量的最有效的途徑是通過虛擬仿真技術(shù)，建立振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)的仿真平臺(tái)，為振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)、工程決策和振動(dòng)試驗(yàn)提供一個(gè)完整的仿真系統(tǒng)?；诖朔抡嫦到y(tǒng)，或稱虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)，可以完成從振動(dòng)臺(tái)設(shè)計(jì)驗(yàn)證與優(yōu)化，到虛擬化的振動(dòng)試驗(yàn)在內(nèi)的任務(wù)。振動(dòng)試驗(yàn)的特點(diǎn)是方法直接、正確可靠，但周期長(zhǎng)、成本高，而虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于效率高、成本低、能夠得到試驗(yàn)方法無(wú)法獲得的信息，因此虛擬仿真技術(shù)是彌補(bǔ)試驗(yàn)技術(shù)缺點(diǎn)和局限的最有效方法。虛擬振動(dòng)試驗(yàn)是指通過軟件環(huán)境建立的振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)模型和被測(cè)試件模型，在軟件環(huán)境中基于振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)和被測(cè)試件的虛擬仿真模型，完成與實(shí)際振動(dòng)試驗(yàn)相同或類似的振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)任務(wù)。虛擬振動(dòng)試驗(yàn)可以在物理試驗(yàn)之前盡可能全面的了解并及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，將重復(fù)工作降到最低；另一方面可以為物理試驗(yàn)作好充分準(zhǔn)備，減少對(duì)物理試驗(yàn)的依賴，進(jìn)一步加快產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)程。虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的主要建設(shè)目標(biāo)是：完成振動(dòng)臺(tái)設(shè)計(jì)方案的驗(yàn)證與優(yōu)化。振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)包括控制器、電磁激勵(lì)作動(dòng)器、執(zhí)行環(huán)節(jié)、臺(tái)面等，基于虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)，能夠建立完整的振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)模型，進(jìn)行方案選型和設(shè)計(jì)驗(yàn)證；或?qū)ζ渲械淖酉到y(tǒng)進(jìn)行單獨(dú)詳細(xì)驗(yàn)證；虛擬振動(dòng)試驗(yàn)?；诖颂摂M振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)，可以建立振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)模型和試件模型，并將試件模型與振動(dòng)臺(tái)模型進(jìn)行裝配，完成各種工況的振動(dòng)試驗(yàn)。301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月3

—MmEMGIMEERINGINliWVATIOIN基于虛擬振動(dòng)試驗(yàn)的方案改進(jìn)和優(yōu)化。基于虛擬振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)試件設(shè)計(jì)方案提出改進(jìn)或優(yōu)化方案。國(guó)內(nèi)外先進(jìn)航空航天企業(yè)已經(jīng)在虛擬振動(dòng)試驗(yàn)方面開展了較多的的研究和應(yīng)用，并取得了極高的效益和成果。在虛擬振動(dòng)試驗(yàn)方面比較先進(jìn)和有代表性的航空航天企業(yè)國(guó)外包括NASA、Lockheed.ESA歐洲航天局、ESTEC歐洲航天技術(shù)中心，國(guó)內(nèi)包括511所、航天6院11所、三院三部、702所、西安交大航天航空學(xué)院等。虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的意義與價(jià)值建立虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)可以有效改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)流程，一方面可以加快振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)本身的設(shè)計(jì)過程，提高試驗(yàn)臺(tái)性能，節(jié)省振動(dòng)臺(tái)建設(shè)成本，從而從基礎(chǔ)設(shè)施上保證振動(dòng)試驗(yàn)的質(zhì)量；另一方面可以顯著提高振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)的工作效率、克服實(shí)物試驗(yàn)不可跨越的局限、提高振動(dòng)試驗(yàn)的試前預(yù)示能力、試后分析能力并降低試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)，甚至代替部分實(shí)物試驗(yàn)，節(jié)省試驗(yàn)成本。綜合而言，虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的建設(shè)對(duì)于振動(dòng)臺(tái)本身的設(shè)計(jì)和振動(dòng)試驗(yàn)兩方面均具有重要意義：?振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)方案驗(yàn)證與優(yōu)化的仿真環(huán)境。心根據(jù)振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)方案，建立振動(dòng)臺(tái)各子系統(tǒng)的仿真模型，包括控制器、電磁作動(dòng)器、靜壓軸承、臺(tái)面等，通過結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、模態(tài)分析，驗(yàn)證振動(dòng)臺(tái)的結(jié)構(gòu)特性，通過閉環(huán)耦合分析驗(yàn)證其激勵(lì)能力，并優(yōu)化控制器和電磁作動(dòng)器參數(shù)，為子系統(tǒng)選型和采購(gòu)做好準(zhǔn)備；心加快振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)流程，優(yōu)化振動(dòng)臺(tái)性能，節(jié)省建設(shè)成本；心保證振動(dòng)臺(tái)本身設(shè)計(jì)方案的合理性，保證“一次設(shè)計(jì)正確”，通過仿真方法盡可能在設(shè)計(jì)早期解決問題，避免在設(shè)計(jì)后期出現(xiàn)設(shè)計(jì)反復(fù)和顛覆性錯(cuò)誤；心在虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)中建立的虛擬振動(dòng)臺(tái)模型，經(jīng)過調(diào)?？梢灾苯佑糜谔摂M振動(dòng)試驗(yàn)，與試件的模型進(jìn)行裝配。301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月—MmENGVhlECRINGIMHDVATIIONI?虛擬振動(dòng)試驗(yàn)4避免過試驗(yàn)或欠試驗(yàn)問題，降低振動(dòng)試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)；4更準(zhǔn)確地考慮試件與振動(dòng)臺(tái)之間的結(jié)構(gòu)耦合；4模擬各種實(shí)物振動(dòng)試驗(yàn)難以考慮的工況；4通過虛擬振動(dòng)試驗(yàn)可以獲取更全面的測(cè)量信息，如結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變等，基于這些更全面的測(cè)量信息，可以更準(zhǔn)確地分析試件特性，提出改進(jìn)意見；4基于虛擬試驗(yàn)可以根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果快速找到結(jié)構(gòu)的薄弱問題，并得到改進(jìn)方案，直至進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化；4提高振動(dòng)試驗(yàn)的試前預(yù)示能力、試后分析能力；4減少實(shí)物試驗(yàn)次數(shù)，替代部分甚至全部實(shí)物試驗(yàn)，加快試驗(yàn)進(jìn)程，提高試驗(yàn)效率，節(jié)省試驗(yàn)成本。301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月5

巨NGIMEEHINGININ口VAT101M2虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)項(xiàng)目技術(shù)方案平臺(tái)功能與建設(shè)思路如前所述，虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的主要功能包括兩大方面，其一是振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)本身的設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證，其二是建立振動(dòng)臺(tái)和試件的仿真模型，進(jìn)行虛擬振動(dòng)試驗(yàn)。根據(jù)虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的主要功能和其結(jié)構(gòu)組成，構(gòu)建虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)方面：振動(dòng)臺(tái)仿真模型的建立與驗(yàn)證建立振動(dòng)臺(tái)仿真模型的目的一是驗(yàn)證和優(yōu)化振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)方案，二是作為虛擬振動(dòng)試驗(yàn)的基礎(chǔ)，振動(dòng)臺(tái)仿真模型將與被測(cè)試件的有限元模型進(jìn)行裝配，完成虛擬振動(dòng)試驗(yàn)。從建模方法上來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)外在虛擬振動(dòng)試驗(yàn)中，振動(dòng)臺(tái)仿真模型的建立通?？梢杂袃煞N方法，即線性的有限元方法和非線性的多體動(dòng)力學(xué)方法（結(jié)合控制和有限元）。心有限元方法是開環(huán)式仿真，整個(gè)振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)中各個(gè)部分均建立其有限元模型，并且通過合適的連接單元進(jìn)行有限元裝配。在進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)，這種方法可以用于驗(yàn)證試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)特性，包括強(qiáng)度、模態(tài)、傳遞函數(shù)，以及與被測(cè)試件模型的耦合。心多體動(dòng)力學(xué)建?？梢酝ㄟ^結(jié)合控制和電磁作動(dòng)系統(tǒng)模型實(shí)現(xiàn)完整的閉環(huán)仿真，振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)機(jī)械部分通過多體動(dòng)力學(xué)軟件建立其模型，而控制器和電磁作動(dòng)器部分則通過系統(tǒng)仿真軟件建立模型。將兩部分集成起來(lái)可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)分析。這種方法可以考慮控制器、激301所虛擬振動(dòng)臺(tái)301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月r—MmEKGIMEERINGIMiWVATIOIN勵(lì)、機(jī)械及其耦合，在振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)過程中，便于進(jìn)行方案選型和完整系統(tǒng)的驗(yàn)證。振動(dòng)臺(tái)的多體動(dòng)力學(xué)模型最終要與被測(cè)試件的有限元模型進(jìn)行集成，通常借助于多體動(dòng)力學(xué)軟件的剛?cè)狁詈戏治龉δ堋１粶y(cè)試件有限元模型創(chuàng)建基于有限元軟件建立被測(cè)試件的模型，與振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的模型集成，用于虛擬振動(dòng)試驗(yàn)。被測(cè)試件的有限元模型接受來(lái)自振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面的激勵(lì)，其振動(dòng)響應(yīng)可以在虛擬試驗(yàn)中直接獲取和觀測(cè)。被測(cè)試件的有限元模型建模要求是真實(shí)、準(zhǔn)確，其結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性應(yīng)該與實(shí)際物理試件一致，在虛擬振動(dòng)試驗(yàn)的實(shí)施過程中應(yīng)當(dāng)通過一定的技術(shù)手段保證被測(cè)試件有限元模型的準(zhǔn)確性。被測(cè)試件有限元模型與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析及模型更新保證被測(cè)試件有限元模型準(zhǔn)確性的有效方法是進(jìn)行試驗(yàn)相關(guān)性分析，基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)有限元模型進(jìn)行必要的修正，保證有限元模型的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性與實(shí)際試件一致，從而保證虛擬振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。對(duì)被測(cè)試件的有限元模型進(jìn)行模型修正是整個(gè)虛擬振動(dòng)試驗(yàn)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)是虛擬振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果有效性的重要保證，因此要求能夠在虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的軟件環(huán)境完成與振動(dòng)測(cè)試的相關(guān)性分析。被測(cè)試件有限元模型與振動(dòng)臺(tái)模型的裝配被測(cè)試件有限元模型通過試驗(yàn)相關(guān)性分析和模型修正后，可以與振動(dòng)臺(tái)模型進(jìn)行裝配。4有限元開環(huán)方法中，被測(cè)試件的有限元模型與振動(dòng)臺(tái)模型通過連接單元進(jìn)行裝配，連接單元用于模擬振動(dòng)臺(tái)夾具；4多體動(dòng)力學(xué)的閉環(huán)非線性方法中，被測(cè)試件的有限元柔性體模型與振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面通過運(yùn)動(dòng)副或柔性連接裝配。無(wú)論哪一種方法，模型裝配要能夠真實(shí)反映振動(dòng)臺(tái)與試件之間的連接特性，包括剛度特性和阻尼特性等，從而保證臺(tái)面與試件之間的耦合關(guān)系準(zhǔn)確。振動(dòng)試驗(yàn)激勵(lì)信號(hào)的獲取、識(shí)別與修正振動(dòng)激勵(lì)信號(hào)的正確定義在虛擬振動(dòng)試驗(yàn)中也至關(guān)重要。301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月7

4有限元開環(huán)方法中，振動(dòng)激勵(lì)信號(hào)可以方便地直接定義，獲取的途徑一般包括手冊(cè)查找、通過在飛試驗(yàn)測(cè)量的振動(dòng)響應(yīng)推導(dǎo)等。在實(shí)際振動(dòng)測(cè)試中，往往不考慮振動(dòng)臺(tái)面與被測(cè)試件之間的結(jié)構(gòu)耦合以及夾具本身的結(jié)構(gòu)特性，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果的偏差。由于振動(dòng)臺(tái)面與被測(cè)試件之間的耦合特性跟被測(cè)試件裝配在實(shí)際產(chǎn)品中的耦合特性不一致，即邊界條件不一致，因此必須對(duì)激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行必要的修正。典型的修正過程可以通過系統(tǒng)級(jí)NVM方法。4多體動(dòng)力學(xué)閉環(huán)方法中，一般借助于控制器，根據(jù)所需要的振動(dòng)特性，如振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面響應(yīng)，通過閉環(huán)系統(tǒng)反饋調(diào)校電磁作動(dòng)器的激勵(lì)信號(hào)得到。虛擬振動(dòng)試驗(yàn)的運(yùn)行與后處理虛擬振動(dòng)試驗(yàn)的運(yùn)行過程實(shí)際上是有限元或多體動(dòng)力學(xué)的計(jì)算過程。在準(zhǔn)備好振動(dòng)臺(tái)模型、被測(cè)試件模型，完成模型裝配并定義好振動(dòng)激勵(lì)之后，可以通過求解器進(jìn)行計(jì)算得到虛擬振動(dòng)試驗(yàn)的結(jié)果。虛擬振動(dòng)試驗(yàn)后處理過程與典型的仿真后處理類似，可以在軟件環(huán)境中通過后處理功能獲取所需要的振動(dòng)響應(yīng)，如位移、速度、加速度、應(yīng)力、應(yīng)變等。在典型振動(dòng)試驗(yàn)中所關(guān)心的振動(dòng)響應(yīng)往往是其中幾個(gè)關(guān)鍵位置，為方便虛擬振動(dòng)試驗(yàn)的后處理，可以在軟件環(huán)境中定制專門的后處理環(huán)境，在完成計(jì)算后301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月匚二二RHGIKI'CiV上TIDY可以快速獲取所需要的關(guān)鍵位置響應(yīng)量。根據(jù)虛擬振動(dòng)試驗(yàn)的主要功能、建設(shè)目標(biāo)和構(gòu)建思路，實(shí)施虛擬振動(dòng)試驗(yàn)的理想軟件環(huán)境暨軟件選型要求可以歸納如下：系統(tǒng)級(jí)平臺(tái)。從建設(shè)目標(biāo)和實(shí)施思路可見，虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)涉及有限元建模、系統(tǒng)級(jí)NVH、多體動(dòng)力學(xué)、控制與電磁系統(tǒng)仿真、剛?cè)狁詈戏治?、機(jī)電一體化分析、試驗(yàn)相關(guān)性分析與模型修正、多學(xué)科優(yōu)化等，并且需要將這些學(xué)科結(jié)合起來(lái)，是一個(gè)典型的多學(xué)科綜合仿真問題，因此虛擬振動(dòng)試驗(yàn)的軟件實(shí)施環(huán)境應(yīng)該是能夠涵蓋這些學(xué)科的系統(tǒng)級(jí)平臺(tái)。多學(xué)科系統(tǒng)級(jí)平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)是一方面能夠在一個(gè)平臺(tái)中解決所有問題，并且能夠進(jìn)行多學(xué)科綜合仿真；另一方面能夠避免多學(xué)科綜合過程中復(fù)雜的數(shù)據(jù)傳遞和轉(zhuǎn)換，最大限度的避免數(shù)據(jù)和精度損失。虛捺振動(dòng)試池系統(tǒng)虛捺振動(dòng)試池系統(tǒng)仿真與試驗(yàn)結(jié)合，相關(guān)性分析及混合仿真。虛擬振動(dòng)試驗(yàn)需要保證試件的有限元模型的準(zhǔn)確性，這可以通過試驗(yàn)相關(guān)性分析和模型修正技術(shù)完成。因此需要虛擬振動(dòng)試驗(yàn)的軟件環(huán)境具備與試驗(yàn)結(jié)合的能力，能夠進(jìn)行相關(guān)性分析。與301所現(xiàn)有CAD資源的匹配。虛擬振動(dòng)試驗(yàn)實(shí)施過程中需要建立振301所虛擬振動(dòng)臺(tái)301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月r—Mm動(dòng)臺(tái)和試件的仿真模型，無(wú)論哪種模型都是以CAD模型為基礎(chǔ)。為了提高仿真的精度和效率，虛擬振動(dòng)試驗(yàn)的軟件建模環(huán)境需要能夠與301所現(xiàn)有的CAD系統(tǒng)匹配，保證上下游數(shù)據(jù)鏈的一致，避免CAD數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。具體來(lái)說(shuō)就是建模軟件需要與301所現(xiàn)有的CAD系統(tǒng)CATIA做到無(wú)縫集成。具備方便的定制功能。虛擬振動(dòng)試驗(yàn)的軟件環(huán)境應(yīng)當(dāng)能夠方便的進(jìn)行定制，如開發(fā)專用的振動(dòng)試驗(yàn)后處理環(huán)境等。多目標(biāo)多參數(shù)優(yōu)化和工程決策。虛擬振動(dòng)試驗(yàn)的最終目標(biāo)是根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果判斷設(shè)計(jì)方案的抗振性能和環(huán)境適應(yīng)性，并提出改進(jìn)方案直至優(yōu)化，這需要平臺(tái)具備較強(qiáng)的多目標(biāo)多參數(shù)優(yōu)化功能，幫助試驗(yàn)人員進(jìn)行工程決策。虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)軟件環(huán)境的構(gòu)建需圍繞以上主題進(jìn)行，此為虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)施基礎(chǔ)。.2虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)組成架構(gòu)與支撐軟件通過多年在國(guó)內(nèi)外空天國(guó)防領(lǐng)域企業(yè)進(jìn)行虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)施和應(yīng)用，LMS公司在虛擬振動(dòng)試驗(yàn)方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，是虛擬振動(dòng)試驗(yàn)領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者。LMS公司具備最理想的虛擬振動(dòng)試驗(yàn)軟件環(huán)境以及相應(yīng)的實(shí)施能力，基于以往的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)和301所的具體需求，LMS公司將為301所建立完整的虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)。虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)將基于LMSVirtual.Lab和AMESim平臺(tái)建立，Virtual.Lab結(jié)合AMESim是最為理想的虛擬振動(dòng)試驗(yàn)實(shí)施環(huán)境，這是因?yàn)椋?LMS公司Virtual.Lab和AMESim相結(jié)合能夠完全滿足虛擬振動(dòng)臺(tái)實(shí)施的多學(xué)科綜合仿真的要求。Virtual.Lab是完全集成的3維多學(xué)科分析環(huán)境，包括有限元、系統(tǒng)級(jí)振動(dòng)、多體動(dòng)力學(xué)、混合仿真、相關(guān)性分析和優(yōu)化在內(nèi)的功能均被集成到一個(gè)環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)界面、數(shù)據(jù)的統(tǒng)一和無(wú)縫集成；AMESim是多領(lǐng)域系統(tǒng)仿真的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)控制、電磁、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、液壓、氣動(dòng)等在內(nèi)的多領(lǐng)域系統(tǒng)綜合建模；Virtual.Lab與AMESim的集成能力則能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬振動(dòng)臺(tái)的機(jī)電閉環(huán)分析。301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月10ENGINEERINGININDVAIION結(jié)構(gòu)分析振動(dòng)分析動(dòng)力學(xué)分析耐久性分祈結(jié)構(gòu)分析振動(dòng)分析動(dòng)力學(xué)分析耐久性分祈?LMS公司同時(shí)提供振動(dòng)測(cè)試和虛擬仿真解決方案，并且虛擬仿真與振動(dòng)測(cè)試能夠進(jìn)行完全的集成，實(shí)現(xiàn)仿真與試驗(yàn)相關(guān)性分析以及混合仿真。將振動(dòng)測(cè)試與虛擬振動(dòng)臺(tái)結(jié)合是振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)的最佳解決方案，能夠充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，在這一領(lǐng)域只有LMS公司能夠提供完整的技術(shù)方案。LMS公司軟件平臺(tái)與301所現(xiàn)有的CAD系統(tǒng)完全無(wú)縫集成。Virtual.Lab的界面環(huán)境基于CATIAV5系統(tǒng)開發(fā)，在界面、數(shù)據(jù)格式上均與CATIAV5一致。301所已采購(gòu)LMS公司的振動(dòng)模態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，虛擬試驗(yàn)臺(tái)采用LMS公司的方案能夠保證技術(shù)的延續(xù)性，保護(hù)已有投資；而且LMS公司的試驗(yàn)與仿真技術(shù)是完全集成的。綜上，LMS公司具備最合適的軟件產(chǎn)品，最先進(jìn)的振動(dòng)試驗(yàn)技術(shù)，以及最豐富的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，因此是實(shí)施虛擬振動(dòng)臺(tái)項(xiàng)目的最佳選擇。典型振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)系統(tǒng)的主要組成包括：振動(dòng)臺(tái)結(jié)構(gòu)與激勵(lì)系統(tǒng)閉環(huán)振動(dòng)控制系統(tǒng)被測(cè)試件控旬黨與植拄對(duì)靠的幫吉,圈七，5■件控旬黨與植拄對(duì)靠的幫吉,圈七，5■件301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月11r—Mm匚H白IMI二二RHGIH40”.自TI口U 虛擬振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)的構(gòu)建過程與實(shí)際振動(dòng)臺(tái)的組成結(jié)構(gòu)一致，即基于軟件環(huán)境分別建立振動(dòng)臺(tái)結(jié)構(gòu)、振動(dòng)控制與激勵(lì)系統(tǒng)、被測(cè)試件的模型，并將各部分進(jìn)行集成。在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)有限元方法和多體動(dòng)力學(xué)方法有所差別。前文已經(jīng)述及，虛擬振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)的構(gòu)建有兩種方式，一種是基于線性有限元方法的開環(huán)建模，主要是進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)振動(dòng)分析；另一種是基于多體動(dòng)力學(xué)和機(jī)電聯(lián)合仿真的閉環(huán)建模，主要是進(jìn)行機(jī)電耦合分析和剛?cè)狁詈戏治?。兩種方法可以結(jié)合起來(lái)，互為補(bǔ)充，應(yīng)用在不同的場(chǎng)合下。以下將分別討論兩種方法實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)架構(gòu)。? 線性有限元方法（系統(tǒng)級(jí)振動(dòng)分析）線性有限元方法的系統(tǒng)框架如下圖所示，振動(dòng)臺(tái)和試件的模型都是有限元模型，其本質(zhì)是復(fù)雜有限元裝配模型的強(qiáng)迫振動(dòng)響應(yīng)分析。這其中需要Virtual.LabStructure、Correlation>NVH和Optimization等模塊參與，從下圖可以看出各模塊在線性有限元方法中所起的作用。4基于Virtual.LabStructure建立振動(dòng)臺(tái)各部件或子結(jié)構(gòu)的有限元模型；心基于Virtual.LabStructure對(duì)振動(dòng)臺(tái)各部件模型進(jìn)行裝配建模，具體可根據(jù)實(shí)際連接關(guān)系，分別通過節(jié)點(diǎn)合并、連接單元、多點(diǎn)約束、接觸建模等方法；4對(duì)振動(dòng)臺(tái)模型進(jìn)行靜強(qiáng)度、模態(tài)等分析，檢驗(yàn)其靜、動(dòng)態(tài)特性；4基于Virtual.LabStructure建立試件的有限元模型。對(duì)試件進(jìn)行模態(tài)等分析；4在Virtual.LabCorrelation中基于試件有限元分析結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行仿真和試驗(yàn)的相關(guān)性分析，并進(jìn)一步對(duì)試件有限元模型進(jìn)行修正；4基于Virtual.LabNVH對(duì)振動(dòng)臺(tái)模型和修正后的試件有限元模型進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)強(qiáng)迫振動(dòng)分析，得到虛擬試驗(yàn)結(jié)果；4基于虛擬振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果，基于Virtual.LabOptimization進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月12

ENGIMEEAINGINN口VATI口N五培irr祜鼻\IrluuLLnbCwretaliont產(chǎn)曷性能優(yōu)優(yōu)irluuLD.Mh□plunlm\IrluuLLnbCwretaliont產(chǎn)曷性能優(yōu)優(yōu)irluuLD.Mh□plunlmMn禺ft試驗(yàn)

fll聚IVstUV多體動(dòng)力學(xué)結(jié)合系統(tǒng)仿真方法（機(jī)電綜合分析方法）機(jī)電綜合分析方法的系統(tǒng)框架如下圖所示，此方法涉及Virtual.LabMotion、為了實(shí)現(xiàn)真實(shí)完整的閉環(huán)控制，振動(dòng)臺(tái)機(jī)械部分采用多體動(dòng)力學(xué)方法建立模型，振動(dòng)控制器和電磁作動(dòng)部分均基于AMESim控制和電磁庫(kù)建立，通過AMESim與Virtual.Lab的無(wú)縫集成接口，將振動(dòng)控制和電磁部分與振動(dòng)臺(tái)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)。301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月13INIM口VATIDN述件柔性困羯!VIStriicturA/WInTinn 期望加速度VL.blMiun裝配電說(shuō)作動(dòng)aMESim振動(dòng)臺(tái)的多體動(dòng)力學(xué)模型與振動(dòng)控制模型以及電磁模型集成時(shí)，一方面振動(dòng)臺(tái)模型將臺(tái)面的加速度響應(yīng)反饋給AMESim的控制器模型，與期望的加速度進(jìn)行比較，經(jīng)控制運(yùn)算和放大后得到電壓信號(hào)，此電壓信號(hào)進(jìn)一步傳給電磁模型，從而產(chǎn)生相應(yīng)的振動(dòng)激勵(lì)力。振動(dòng)激勵(lì)力通過接口傳遞到VLMotion中的多體模型，施加在振動(dòng)臺(tái)上，如此構(gòu)成閉環(huán)。在機(jī)電綜合方法中，試件的模型是柔性體模型，與振動(dòng)臺(tái)的多體模型在VLMotion環(huán)境中進(jìn)行裝配和耦合分析。柔性體模型可以在VLMotionFlexibleBody環(huán)境或VLStructure環(huán)境中生成，同樣可以進(jìn)行試驗(yàn)相關(guān)性分析和模型修正，已保證結(jié)果的精確性。機(jī)電綜合方法的好處是能夠建立完整的振動(dòng)臺(tái)閉環(huán)模型，通過集成的多學(xué)科仿真，研究振動(dòng)臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制律和控制器參數(shù)、電磁系統(tǒng)參數(shù)等，對(duì)振動(dòng)臺(tái)各組成子系統(tǒng)進(jìn)行方案選型，是進(jìn)行振動(dòng)臺(tái)設(shè)計(jì)的理想方法。301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月14

-5.EMG1M回EHING1國(guó)附口VATI0N2.3虛擬振動(dòng)試驗(yàn)主要流程和步驟以下仍根據(jù)線性有限元方法和多體動(dòng)力學(xué)方法分別闡述虛擬振動(dòng)臺(tái)從本身的設(shè)計(jì)驗(yàn)證到建立并完成虛擬振動(dòng)試驗(yàn)的流程。線性有限元方法線性有限元方法的建模流程如下圖所示?；诰€性有限元方法的虛擬振動(dòng)臺(tái)典型建模流程包括:.基于Virtual.LabStructure建立振動(dòng)臺(tái)的有限元模型Ip'.LS京■rJto_3-：' ■1-■?=；■■jet.fraSsl'iE4LILtEHiJJrqp1Ip'.LS京■rJto_3-：' ■1-■?=；■■jet.fraSsl'iE4LILtEHiJJrqp1-：- Te即l「UMLt*m+?irt_pt>_f7KrfF.i'i'*.b.kulfvhiIkdU中：：-k^i，力!ls*triitHS+JT--TJrd『1be，HkrFvi4efeIm.-,>*g：“以i*.lMe》。1r?^ j.JUIT_rj.Uf-7*內(nèi)由區(qū)占■和H|這號(hào)二?■<*-?。ぁ?->1.1型￥1EryPEkrujiad.1^Hl'urslruc.基于Virtual.LabStructure建立試件的有限元模型301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月15LM5EMGIMEERING1HH口VATIDN.通過Virtual.LabCorrelation/Updating進(jìn)行相關(guān)性分析和模型更新mywaimywai.將修正后的有限元模型進(jìn)行裝配，進(jìn)行強(qiáng)迫振動(dòng)分析n?前白■￡n?前白■￡*E寄中電.氣上tSE七-kW5- 4'.*-多體動(dòng)力學(xué)非線性方法（機(jī)電綜合分析）基于多體動(dòng)力學(xué)的非線性方法虛擬振動(dòng)臺(tái)典型建模流程包括:.基于Virtual.LabMotion建立振動(dòng)臺(tái)機(jī)械部分模型301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月16

ENGIMEERINGIMN口VATI口N.基于VLMotion和VLStructure或MotionFlexibleBody建立試件的柔性體模型，并與振動(dòng)臺(tái)機(jī)械部分多體模型集成，得到剛?cè)狁詈夏Ｐ?基于AMESim建立控制器和電磁系統(tǒng)模型4,將AMESim模型與VLMotion的振動(dòng)臺(tái)和試件的剛?cè)狁詈夏Ｐ图?01所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月17

t—MmEMGIMEEHINGIMNDVRTIGN5,進(jìn)行閉環(huán)分析，分析在不同振動(dòng)激勵(lì)下試件的響應(yīng)2.4關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)及其實(shí)現(xiàn)由虛擬振動(dòng)臺(tái)的系統(tǒng)架構(gòu)和建模過程可見，綜合線性有限元方法和非線性機(jī)電閉環(huán)方法，實(shí)現(xiàn)虛擬振動(dòng)臺(tái)建模和虛擬試驗(yàn)的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：振動(dòng)臺(tái)和試件仿真模型的建立被測(cè)試件有限元模型的試驗(yàn)相關(guān)性分析與模型修正振動(dòng)試驗(yàn)激勵(lì)信號(hào)的獲取、識(shí)別與修正振動(dòng)臺(tái)多體動(dòng)力學(xué)模型與振動(dòng)控制和電磁模型的集成控制器參數(shù)的選擇與標(biāo)定LMSVirtual.Lab和AMESim是最理想的虛擬振動(dòng)臺(tái)建模環(huán)境，這是因?yàn)閂irtual.Lab和AMESim能夠極好地解決上述振動(dòng)臺(tái)建模的關(guān)鍵技術(shù)。以下將簡(jiǎn)單闡明虛擬振動(dòng)臺(tái)幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)。振動(dòng)臺(tái)和試件仿真模型的建立前文已經(jīng)述及，振動(dòng)臺(tái)仿真模型的建立有兩種方法，即線性有限元方法和非線性多體動(dòng)力學(xué)集成控制系統(tǒng)模型方法。線性有限元方法主要基于Virtual.LabStructure、Correlation/Updating、NVM完成;多體動(dòng)力學(xué)方法主要基于Virtual.LabMotion、Structure和AMESim控制庫(kù)以及電磁庫(kù)完成，振動(dòng)臺(tái)機(jī)械部分和控制部分的集成通過Virtual.Lab與AMESim的接口實(shí)現(xiàn)。被測(cè)試件有限元模型的試驗(yàn)相關(guān)性分析與模型修正通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)虛擬振動(dòng)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行評(píng)估和分析，指出建模過程中誤差301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月18r—Mm匕巨KGIMEERINGIMNDVATIDM產(chǎn)生的原因，定義系統(tǒng)目標(biāo)和改進(jìn)仿真模型。通過專業(yè)的置信度準(zhǔn)則、置信度的貢獻(xiàn)量分析和頻響函數(shù)置信度準(zhǔn)則工具，進(jìn)行模型驗(yàn)證和靈敏度分析，對(duì)置信度不高的模型進(jìn)行模型校正，從而得到真實(shí)可信的虛擬環(huán)境試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，從而將虛擬振動(dòng)臺(tái)準(zhǔn)確的載荷與邊界條件輸出給試驗(yàn)件，進(jìn)行虛擬振動(dòng)試驗(yàn)。具體流程如下圖所示：虛也模型1相關(guān)性分析和模型修正主要基于 Virtual.LabCorrelation/Updating虛也模型1相關(guān)性分析和模型修正主要基于 Virtual.LabCorrelation/Updating實(shí)現(xiàn)，Virtual.Lab與LMS測(cè)試信號(hào)處理系統(tǒng)Test.Lab完全無(wú)縫集成，能夠?qū)est.Lab的試驗(yàn)數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入Virtual.Lab環(huán)境，與仿真模型進(jìn)行相關(guān)性分析。振動(dòng)試驗(yàn)激勵(lì)信號(hào)的獲取、識(shí)別與修正試件裝配在振動(dòng)臺(tái)面上和裝配在實(shí)際產(chǎn)品上，其邊界條件不同，在進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試時(shí)往往沒有有效處理這一問題，沒有考慮到試件與臺(tái)面之間的耦合，導(dǎo)致過試驗(yàn)或欠試驗(yàn)問題。在進(jìn)行虛擬振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，可以通過Virtual.Lab系統(tǒng)級(jí)NVM分析，基于頻響函數(shù)的子結(jié)構(gòu)方法，考慮試件與實(shí)際產(chǎn)品、試件與臺(tái)面之間不同的耦合特性，對(duì)激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行必要的修正。301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月19LMSEMGIMEERIHGIMN口VATIDNVirtual.LabFKF日口sedSubvlirtm■fra*'.*iirftifnVirtual.LabFKF日口sedSubvlirtm■fra*'.*iirftifn?振動(dòng)臺(tái)多體動(dòng)力學(xué)模型與振動(dòng)控制和電磁模型的集成振動(dòng)臺(tái)機(jī)械模型與控制模型的集成是通過Virtual.Lab與AMESim之間的無(wú)縫接口實(shí)現(xiàn)的，如下圖所示。Imagine.LabAMESim和Virtual.LabMotion具有無(wú)縫集成能力，兩者之間可以通過聯(lián)合仿真實(shí)時(shí)雙向傳遞狀態(tài)變量、模型導(dǎo)入和集成、求解器調(diào)用等多種方式實(shí)現(xiàn)閉環(huán)耦合仿真。在實(shí)際的閉環(huán)計(jì)算過程中，一方面，作動(dòng)器單元從Imagine.LabAMESim的模型中得到執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出的力或扭矩，并作用于Virtual.Lab的模型上；另一方面，傳感器單元同時(shí)從Virtual.Lab的模型中得到負(fù)載的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，如位移、速度、加速度等，并返回給AMESim的控制模型。?控制器參數(shù)的選擇與標(biāo)定振動(dòng)控制器的參數(shù)對(duì)施加正確的振動(dòng)激勵(lì)和試驗(yàn)質(zhì)量有重要作用，在振動(dòng)301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月20ENGINEERINGIMN口VATIDN臺(tái)本身的設(shè)計(jì)過程中以及虛擬振動(dòng)試驗(yàn)過程中，都需要調(diào)節(jié)控制器參數(shù)以提高振動(dòng)激勵(lì)的精度，獲得最佳試驗(yàn)效果。在調(diào)節(jié)控制器參數(shù)時(shí)，可以通過Virtual.LabStableOptimization或AMESim中的參數(shù)研究StableOptimization或AMESim中的參數(shù)研究DOE功能以及優(yōu)化功能完成。i.t:?n";二2.5典型建模步驟示例以下以一個(gè)典型的6自由度振動(dòng)臺(tái)有限元模型的創(chuàng)建和驗(yàn)證過程為例簡(jiǎn)要說(shuō)明典型的虛擬振動(dòng)臺(tái)建模步驟。振動(dòng)臺(tái)部件CAD建?；贑AD軟件如CATIAV5建立振動(dòng)臺(tái)各部件的CAD模型和裝配體，如下圖所示：網(wǎng)格劃分在Virtual.LabStructure中直接打開振動(dòng)臺(tái)的幾何裝配體模型，調(diào)用網(wǎng)格劃分工具對(duì)各部件進(jìn)行分網(wǎng)，如下圖所示：301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月21口ERUHGINIMUVATIDN材料與單元屬性定義在Virtual.LabStructure中，定義各部件有限元模型的材料和單元屬性。有限元裝配與聯(lián)接在Virtual.LabStructure中，對(duì)各部件的有限元模型進(jìn)行裝配，分別通過節(jié)點(diǎn)合并、連接單元定義、多點(diǎn)約束、接觸定義等方式，這樣可以模擬部件之間的連接關(guān)系，如靜壓軸承等。邊界條件與工況定義在Virtual.Lab中定義邊界條件和工況。301所虛擬振動(dòng)臺(tái)在Virtual.Lab中定義邊界條件和工況。301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月22計(jì)算對(duì)振動(dòng)臺(tái)進(jìn)行靜強(qiáng)度、模態(tài)和強(qiáng)迫振動(dòng)響應(yīng)等計(jì)算。輸出結(jié)果與后處理在Virtual.Lab中，調(diào)入計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行后處理，下圖所示為模態(tài)計(jì)算結(jié)果的前三階振型圖。Motkl.0.05Hz Mode2h61.2Hz Mode3h613Hz結(jié)論根據(jù)計(jì)算結(jié)果，得出振動(dòng)臺(tái)靜、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)特性，以此判斷其設(shè)計(jì)方案是否滿足振動(dòng)試驗(yàn)的要求。3實(shí)施計(jì)劃3.1軟件配置方案實(shí)施虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的支撐軟件和模塊包括Virtual.LabMotion、Virtual.LabStructure>Virtual.LabNVH、Virtual.LabCorrelation>Virtual.LabOptimization和AMESim控制、液壓、電磁、電機(jī)庫(kù)等，建議軟件配置方案如下表所示。軟件及版本模塊類別模塊套數(shù)Imagine.LabAMESimR9A基本功能模塊IL-AME.05.1AMESimExpert1IL-TOL.11.1LMSImagine.LabAMEAnimation1軟件接口IL-INT.01.1MathworksSimulinkInterface1IL-DSS.10.1Hydraulic1IL-DSS.11.2HydraulicComponentDesign1IL-DSS.41.1Pneumatic1301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書 2010年3月 23EMGIHEEAEIHGIN周口VATIUN專業(yè)庫(kù)Virtual.LabR9A桌面和幾何接口Motion機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)Structure結(jié)構(gòu)有限元Correlation相關(guān)性分析NVH振動(dòng)分析Optimization優(yōu)化IL-DSS.42.2PneumaticComponentDesign1IL-DSS.52.1PlanarMechanical1IL-DSS.51.1Powertrain1IL-DSS.60.1日ectromechanical1IL-DSS.61.2ElectricMotors&Drives1VL-HEV.22.1LMSVirtual.LabPremiumDesktop1VL-GEO.11.2LMSVirtual.LabSTEPInterface1VL-MOT.33.2LMSVirtual.LabMotion1VL-MOT.72.2LMSVirtual.LabFlexibleBodies1VL-MOT.73.3LMSVirtual.LabFlexibleBodiesAdvanced1VL-MOT.63.2LMSVirtual.LabSystemsandControls1VL-MEP.25.2LMSVirtual.LabGears1VL-MOT.20.2LMSVirtual.LabCATIAV5KinematicsTransfer1VL-STR.32.2LMSVirtual.LabMeshing1VL-STR.42.3LMSVirtual.LabGeometryCreation1VL-MDP.02.3LMSVirtual.LabMeshEditing1VL-MDP.10.3LMSVirtual.LabAssembly1VL-COR.03.2LMSVirtual.LabCorrelation1VL-NVC.35.2LMSVirtual.LabSystem-LevelNVH1VL-NVP.11.2LMSVirtual.LabLoadIdentificationAnalysis1VL-NVP.21.2LMSVirtual.LabRandomNVHAnalysis1VL-OPT.22.2LMSVirtual.LabOptimization1VL-OPT.35.3LMSVirtual.LabAdvancedOptimization1各模塊功能說(shuō)明和報(bào)價(jià)將在另附的正式報(bào)價(jià)表中說(shuō)明。3.2實(shí)施內(nèi)容與實(shí)施步驟LMS公司不僅提供建立虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)所需要的理想軟件環(huán)境，更能夠向客戶提供高質(zhì)量的工程咨詢服務(wù)，一方面幫助客戶建立虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的模301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月24r—MmEKGIMEERINGIMiWVATIOIN型，另一方面可以將LMS公司在振動(dòng)測(cè)試和虛擬試驗(yàn)方面的經(jīng)驗(yàn)傳遞給客戶，幫助客戶建立虛擬振動(dòng)試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)方法、流程，形成虛擬振動(dòng)試驗(yàn)的實(shí)施能力，提高整個(gè)振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)方面的技術(shù)水平。LMS擁有一支具有豐富工程經(jīng)驗(yàn)的咨詢與服務(wù)團(tuán)隊(duì)，可以提供專業(yè)的工程咨詢、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、合作開發(fā)、項(xiàng)目實(shí)施等服務(wù)。LMS咨詢與服務(wù)團(tuán)隊(duì)可以與用戶一道，基于國(guó)外同行的合作經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行虛擬振動(dòng)臺(tái)項(xiàng)目實(shí)施，幫助301研究所盡快開展應(yīng)用并取得效益。根據(jù)虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的功能和特點(diǎn)，以及當(dāng)前301研究所已經(jīng)具備的振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)方面資源和設(shè)施，LMS公司建議按照以下步驟和流程為301研究所實(shí)施虛擬振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)。?對(duì)301所現(xiàn)有振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)已具備的人員配置、資源、設(shè)備和試驗(yàn)類型等進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研，雙方在項(xiàng)目前期進(jìn)行充分交流，確定實(shí)施策略；?用例選擇與確定；心通過雙方協(xié)商，確定以301研究所的某一振動(dòng)臺(tái)為例進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)施；4LMS公司將與301所一起進(jìn)行詳細(xì)討論，選擇一個(gè)有代表性的、成熟度較高的典型用例；4雙方將討論確定該用例當(dāng)前的開發(fā)流程和試驗(yàn)方法，確定通過虛擬振動(dòng)臺(tái)項(xiàng)目所期望實(shí)現(xiàn)的方法和流程；4LMS公司將基于所選擇的用例幫助301所實(shí)施虛擬振動(dòng)臺(tái)項(xiàng)目，并幫助301所建立健全相關(guān)的工具、設(shè)備、方法和流程；4基于該用例所實(shí)施的方法和流程，301所可以逐步推廣到其它振動(dòng)臺(tái)和振動(dòng)試驗(yàn)應(yīng)用當(dāng)中。?業(yè)務(wù)需求分析與實(shí)施路線定義；4基于所選擇的用例，LMS公司將對(duì)301所在該用例上的具體業(yè)務(wù)需求進(jìn)行詳細(xì)分析，雙方討論確定實(shí)施路線。?項(xiàng)目的分階段實(shí)施4虛擬振動(dòng)臺(tái)的軟件環(huán)境安裝和部署。LMS公司為301所安裝和部署實(shí)施虛擬振動(dòng)臺(tái)所需要的軟件環(huán)境，LMS公司建議的軟件模塊參見301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月25

—Mm節(jié)“軟件配置方案”；心第一階段可實(shí)施線性有限元方法。LMS幫助301所建立振動(dòng)臺(tái)、試件有限元模型，并建立完整的虛擬振動(dòng)試驗(yàn)?zāi)Ｐ?；完成有限元模型的相關(guān)性分析和模型更新；基于線性有限元模型評(píng)價(jià)振動(dòng)臺(tái)設(shè)計(jì)，執(zhí)行振動(dòng)試驗(yàn)；試驗(yàn)結(jié)果的后處理與評(píng)價(jià)；心第二階段可實(shí)施閉環(huán)機(jī)電綜合方法。LMS幫助301所建立完整的振動(dòng)臺(tái)閉環(huán)模型，包括控制器、電磁執(zhí)行系統(tǒng)、振動(dòng)臺(tái)機(jī)械部分、試件的柔性體模型等；進(jìn)行控制器的參數(shù)確定和調(diào)試；試件柔性體模型的Correlation；控制模型與機(jī)械模型的集成；閉環(huán)分析與虛擬振動(dòng)試驗(yàn)；試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)。心定制必要的專用界面或仿真環(huán)境。模型交付、用戶培訓(xùn)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓。交付振動(dòng)臺(tái)模型，包括線性有限元模型和閉環(huán)模型；基于實(shí)施的模型，LMS對(duì)301所項(xiàng)目人員進(jìn)行針對(duì)性的培訓(xùn)；LMS公司將幫助301所將該用例的方法和流程擴(kuò)展推廣到其它振動(dòng)臺(tái)項(xiàng)目或振動(dòng)試驗(yàn)上；項(xiàng)目總結(jié)與驗(yàn)收。通過階段性的實(shí)施，LMS公司將幫助用戶逐步實(shí)現(xiàn)和交付：根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施階段要求，開發(fā)并及時(shí)交付所選用例的虛擬振動(dòng)臺(tái)模型；幫助301所逐步建立并具備虛擬振動(dòng)臺(tái)建模的技術(shù)、方法、流程和相關(guān)工具，即進(jìn)行虛擬振動(dòng)臺(tái)的技術(shù)轉(zhuǎn)讓；幫助定制并交付必要的專用仿真環(huán)境和界面等；幫助301所將當(dāng)前用例的方法和流程轉(zhuǎn)移到其它振動(dòng)臺(tái)或振動(dòng)試驗(yàn)項(xiàng)目上。在實(shí)施過程中，LMS公司將為用戶提供各種不同層次的技術(shù)支持：幫助用戶建立虛擬振動(dòng)臺(tái)的部件和完整系統(tǒng)模型提供虛擬振動(dòng)臺(tái)的技術(shù)方法、經(jīng)驗(yàn)和最佳實(shí)踐各類培訓(xùn)4標(biāo)準(zhǔn)/基本培訓(xùn)，即軟件入門培訓(xùn)4理論培訓(xùn)，主要內(nèi)容為軟件相關(guān)的基本理論和技術(shù)基礎(chǔ)301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月26r—Mm4專業(yè)應(yīng)用培訓(xùn)，此為專門針對(duì)某一實(shí)際問題或應(yīng)用領(lǐng)域的培訓(xùn)，通過對(duì)實(shí)際問題的詳細(xì)討論和練習(xí)，可掌握一類問題的處理方法和流程4客戶定制化培訓(xùn)，根據(jù)客戶要求提供針對(duì)性的培訓(xùn)各類必要建模工具和設(shè)備，包括軟件平臺(tái)和硬件設(shè)備4虛擬振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外成功用戶國(guó)外航空航天領(lǐng)域的制造商或研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開展多年的虛擬振動(dòng)臺(tái)方面的投資和研究，在虛擬振動(dòng)試驗(yàn)技術(shù)方面取得了很多成果，虛擬振動(dòng)試驗(yàn)的應(yīng)用也產(chǎn)生了較大的企業(yè)效益。LMS公司已經(jīng)與多家重要航空航天領(lǐng)域的用戶進(jìn)行合作，開展虛擬振動(dòng)臺(tái)建模的實(shí)施工作，幫助用戶建立其虛擬振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)，提升技術(shù)水平，進(jìn)一步拓展虛擬振動(dòng)試驗(yàn)的應(yīng)用。在國(guó)外航空航天領(lǐng)域，虛擬振動(dòng)試驗(yàn)開展較有代表性的企業(yè)包括NASA、Lockheed>Ai由us、ESA歐洲航天局和ESTEC歐洲航天研究與技術(shù)中心等。目前國(guó)外航空航天企業(yè)的虛擬振動(dòng)臺(tái)技術(shù)，已經(jīng)從基于線性有限元技術(shù)，逐步發(fā)展到仿真與試驗(yàn)的混合建模，再進(jìn)一步拓展到非線性的閉環(huán)機(jī)電系統(tǒng)集成仿真技術(shù)。在虛擬振動(dòng)臺(tái)技術(shù)方面已有較多的學(xué)術(shù)論文發(fā)表。在國(guó)內(nèi)航空航天領(lǐng)域，近年來(lái)相關(guān)企業(yè)也逐步加大了對(duì)虛擬振動(dòng)試驗(yàn)技術(shù)的重視和投入，很多企業(yè)或高校都正在積極進(jìn)行虛擬振動(dòng)試驗(yàn)方面的技術(shù)探索，并且已經(jīng)取得了初步成果和較為顯著的效益，較有代表性的企業(yè)或高校包括511所、航天6院11所、航天3院3部、西安交大航天航空學(xué)院等，這些單位都與LMS公司進(jìn)行了緊密的合作。以下簡(jiǎn)要介紹LMS虛擬振動(dòng)臺(tái)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外航空航天領(lǐng)域的較有代表性的應(yīng)用，供301所參考。Airbus虛擬振動(dòng)臺(tái)應(yīng)用空客是航空領(lǐng)域較早開展虛擬試驗(yàn)研究和應(yīng)用的企業(yè)之一，通過與LMS公司合作極大的推動(dòng)了其虛擬試驗(yàn)技術(shù)的水平，拓展和豐富了應(yīng)用領(lǐng)域?？湛团cLMS合作開發(fā)了很多虛擬試驗(yàn)項(xiàng)目，其中有代表性的應(yīng)用包括A380襟翼系統(tǒng)虛擬試驗(yàn)、A400M垂尾虛擬試驗(yàn)、整機(jī)級(jí)虛擬GVT試驗(yàn)等。4A380襟翼系統(tǒng)虛擬試驗(yàn)（增升裝置試驗(yàn)）301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月27

ENGIMEERIIMGIHNDVATI口Nl襟翼系統(tǒng)試驗(yàn)主要目的是確定:1）彈性結(jié)構(gòu)在極限工況下的位移變形2）彈性結(jié)構(gòu)邊界條件下，機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性過去空客主要通過增升裝置試驗(yàn)來(lái)對(duì)襟翼系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)（如設(shè)在不來(lái)梅的增升裝置試驗(yàn)中心），LMS公司基于Virtual.Lab幫助空客建立了襟翼系統(tǒng)的虛擬試驗(yàn)環(huán)境，通過虛擬試驗(yàn)有效減少了原有試驗(yàn)的周期和成本。A400M垂尾極限載荷A400M垂尾極限載荷（StaticLimitLoadTesting）虛擬試驗(yàn)空客在A400M的垂尾極限載荷試驗(yàn)中，基于LMSVirtual.LabMotion、Structure和AMESim，通過LMS機(jī)電系統(tǒng)閉環(huán)仿真技術(shù)，建立了垂尾極限載荷虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)。301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月28LMSEHGIMEERINCIMNDVATIDNReafcticmodtelcf與2啊。ogteatrigReafcticmodtelcf與2啊。ogteatrigBiasedcoImanne.LabA.UESkn心整機(jī)級(jí)虛擬GVT試驗(yàn)空客一直采用LMS測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行GVT試驗(yàn)，目前基于LMSNVM混合仿真技術(shù)和相關(guān)性分析方法，建立了虛擬GVT試驗(yàn)系統(tǒng)，顯著提高了分析的準(zhǔn)確性和GVT試驗(yàn)的效率。這一系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用在A340-600、A340-500、A318等機(jī)型中。?ESTEC（歐洲航天研究與技術(shù)中心）虛擬振動(dòng)臺(tái)應(yīng)用ESA歐洲航天局和ESTEC歐洲航天研究與技術(shù)中心通過振動(dòng)試驗(yàn)檢驗(yàn)航天器大型結(jié)構(gòu)的抗振能夠和振動(dòng)敏感性，下圖即為ESA的結(jié)構(gòu)振動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)。301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月29在建立虛擬振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)之前，ESA在建立虛擬振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)之前，ESA的振動(dòng)試驗(yàn)主要依賴其振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)室完成，試驗(yàn)準(zhǔn)備的周期較長(zhǎng)、成本高，而且存在過試驗(yàn)等試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。為了能夠在振動(dòng)試驗(yàn)之前盡可能了解結(jié)構(gòu)特性，做好振動(dòng)試驗(yàn)準(zhǔn)備，降低試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)，替代一部分振動(dòng)試驗(yàn)，ESA與LMS工程咨詢部門合作，基于LMS軟件平臺(tái)建立其虛擬振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)。下圖為L(zhǎng)MS為ESA所建立的振動(dòng)臺(tái)模型，包括簡(jiǎn)化的集中參數(shù)建模方法、多體動(dòng)力學(xué)建模方法和有限元裝配建模方法。筒.易安上 底空￡1員型 里復(fù)雜療一基于振動(dòng)臺(tái)和試件的有限元裝配模型，可以分析整體的模態(tài)等特性:筒.易安上 底空￡1員型 里復(fù)雜療一基于振動(dòng)臺(tái)和試件的有限元裝配模型，可以分析整體的模態(tài)等特性:301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月30LMSENGIMEERINGIMNCVATgIN基于Virtual.Lab和AMESim,LMS還幫助ESA建立了完整的振動(dòng)臺(tái)閉環(huán)模型，如下圖所示:ESA的虛擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果和相應(yīng)的振動(dòng)激勵(lì):0.IDPkT ￡|苴周F*E?IM*HftJ弋Ry魂事事t*n0□qIF*E?IM*HftJ弋Ry魂事事t*n0□qI1Z1ilJM94*l皿陶kmsm~ci即dsnhJ|i - ie ink：r^|：i301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月31—Mm匚卜」-1卜」二二RHN1卜」上口\，上11口"ESA/ESTEC發(fā)表的虛擬振動(dòng)臺(tái)論文：M.Appoloni&A.Cozzani.Virtualtestingsimulationtoolforthenewquadheadexpanderelectrodynamicshaker.InProceedingsofthe6thInternationalSymposiumonEnvironmentalTestingfortheSpaceProgrammes,ESA/ESTEC,Noordwijk,TheNetherlands,12-14June2007.511所虛擬振動(dòng)臺(tái)應(yīng)用5院511所開展振動(dòng)試驗(yàn)的基礎(chǔ)設(shè)施雄厚、起步較早，近年在振動(dòng)試驗(yàn)的技術(shù)發(fā)展上遇到瓶頸，在對(duì)國(guó)內(nèi)外同行和最新技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研后，即開始著手建立自己的虛擬環(huán)境試驗(yàn)系統(tǒng)。下圖為511所的某虛擬振動(dòng)試驗(yàn)項(xiàng)目，該項(xiàng)目目的是：第一，防止過載，將非破壞性試驗(yàn)變成破壞性試驗(yàn)，損傷試驗(yàn)品；第二，為了節(jié)省試驗(yàn)成本和時(shí)間，試驗(yàn)方案的選擇是非常關(guān)鍵的，而且是非常耗時(shí)間的，通過虛擬振動(dòng)臺(tái)的仿真，在正式試驗(yàn)之間能夠得到被測(cè)對(duì)象的特性，可以更好地為試驗(yàn)做準(zhǔn)備并制定試驗(yàn)策略，從而可以大大加快試驗(yàn)進(jìn)程；第三，通過虛擬振動(dòng)臺(tái)的試驗(yàn)，得到比實(shí)際試驗(yàn)更多的試驗(yàn)信息，對(duì)試件進(jìn)行耐久性和可靠性方面的仿真。某虛擬振動(dòng)試驗(yàn)項(xiàng)目的振動(dòng)臺(tái)與試件裝配模型：■琦1■■酢，■:?丐1 ■琦1■■酢，■:?丐1 tfli-；,?『qyi”T一］111M丁「加振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算結(jié)果:301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月32EMGIM壓EHINGINI周口MATIDM301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月33EMG1MEEH[INGIMNDVATI0M5虛擬振動(dòng)臺(tái)軟件平臺(tái)簡(jiǎn)介L(zhǎng)MS國(guó)際公司，總部位于比利時(shí)魯文，為全球最大的集試驗(yàn)系統(tǒng)、虛擬仿真平臺(tái)于一體的工程解決方案供應(yīng)商，以其獨(dú)特的測(cè)試與仿真相結(jié)合的整體解決方案，為航空航天、汽車、船舶和其它制造領(lǐng)域的合作伙伴提供工程創(chuàng)新服務(wù)。LMS公司的產(chǎn)品涵蓋試驗(yàn)系統(tǒng)、1D多領(lǐng)域系統(tǒng)仿真、3D集成多學(xué)科仿真平臺(tái)、試驗(yàn)和CAE數(shù)據(jù)管理、企業(yè)流程集成和多學(xué)科優(yōu)化系統(tǒng)在內(nèi)的完整架構(gòu)，可以幫助用戶解決從產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)到詳細(xì)設(shè)計(jì)直至試驗(yàn)驗(yàn)證的整個(gè)生命周期內(nèi)的工程難題，如機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與動(dòng)力學(xué)分析、控制/液壓/電機(jī)驅(qū)動(dòng)等電液系統(tǒng)設(shè)計(jì)、機(jī)電一體化分析、結(jié)構(gòu)有限元分析、振動(dòng)噪聲分析、疲勞耐久性分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、模態(tài)測(cè)試、模型修正、多學(xué)科優(yōu)化，等等?；贚MS所提供的虛擬仿真和試驗(yàn)系統(tǒng)，各領(lǐng)域的制造商可以快速設(shè)計(jì)、分析、驗(yàn)證并優(yōu)化產(chǎn)品方案，獲得最優(yōu)的產(chǎn)品品質(zhì)，加快產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)程，節(jié)省時(shí)間和成本。LMS公司產(chǎn)品體系與解決方案LMS公司的虛擬仿真軟件主要包括1D多領(lǐng)域系統(tǒng)仿真環(huán)境Imagine.LabAMESim和3D集成多學(xué)科仿真平臺(tái)Virtual.Lab。5.1Imagine.LabAMESim多領(lǐng)域系統(tǒng)仿真平臺(tái)Imagine.LabAMESim是當(dāng)前CAE領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的一維多領(lǐng)域仿真平臺(tái)，它基于動(dòng)態(tài)建模方法建立物理元件的數(shù)學(xué)模型，提供面向眾多學(xué)科領(lǐng)域的專業(yè)應(yīng)用庫(kù)，包括控制、液壓、氣動(dòng)、熱、多相流、空調(diào)與冷卻系統(tǒng)、電子電力、電磁、301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書 2010年3月 34匚H口IH二二RHGIM40”口TI凸N機(jī)械與動(dòng)力傳動(dòng)、車輛動(dòng)力學(xué)、內(nèi)燃機(jī)，等等。這些專業(yè)庫(kù)和庫(kù)元件都經(jīng)過了大量工程檢驗(yàn)。用戶只需要根據(jù)系統(tǒng)組成，把來(lái)自各專業(yè)庫(kù)的預(yù)定義好的物理元件模型連接和組裝起來(lái)，即可創(chuàng)建完整的系統(tǒng)模型，AMESim可自動(dòng)形成系統(tǒng)方程，并進(jìn)行穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)或頻響計(jì)算，分析系統(tǒng)性能；通過AMESim集成的參數(shù)研究與優(yōu)化工具或LMS公司專業(yè)的多學(xué)科優(yōu)化系統(tǒng)Optimus，用戶可以進(jìn)一步對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，找到達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。多領(lǐng)域系統(tǒng)仿真技術(shù)與AMESim平臺(tái)，非常適合在產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)階段，在獲得詳細(xì)的幾何模型前，進(jìn)行整體方案設(shè)計(jì)和選型。AMESim提供強(qiáng)大的二次開發(fā)能力，用戶可以開發(fā)自己的專業(yè)庫(kù)或元件模型，亦可集成其已有的in-house代碼和程序。AMESim的代碼生成能力在同類軟件中首屈一指，優(yōu)異的代碼生成與優(yōu)化能力，使其可以方便地將系統(tǒng)模型生成實(shí)時(shí)代碼，在設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段進(jìn)行硬件在環(huán)等半實(shí)物仿真，對(duì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證，整定系統(tǒng)參數(shù)。301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書 2010年3月 35EMGIM日ERMUGIMINOVATIDN3。個(gè)應(yīng)用庫(kù)3500多個(gè)多領(lǐng)域模型控制檸洞系迎川時(shí)埼箝si-Hi液丹今3。個(gè)應(yīng)用庫(kù)3500多個(gè)多領(lǐng)域模型控制檸洞系迎川時(shí)埼箝si-Hi液丹今■動(dòng)舟惆與空催夫.T-.田下美事此氣無(wú)摹靖興千輛招吉理力也用坪士A」C事:蚌坤中控制德牌電池，電恚電站,IjKjhT1機(jī)電電機(jī)叫L電子.電18電..件防堵機(jī)優(yōu)1D?LtfSa■動(dòng)4，雨的力手發(fā)動(dòng)機(jī)學(xué)司I別療潤(rùn)，趙七雄立型搟，七邊Imagine.LabAMESim多領(lǐng)域系統(tǒng)仿真平臺(tái)LMLMSImagine.LabAMESim應(yīng)用庫(kù)用戶可以采用來(lái)自流體、熱、機(jī)械、機(jī)電、動(dòng)力傳動(dòng)等不同物理領(lǐng)域，預(yù)先定義并經(jīng)過驗(yàn)證的元件所組成的大量應(yīng)用庫(kù)在LMSImagine.LabAMESim平臺(tái)創(chuàng)建系統(tǒng)仿真模型。通過這些應(yīng)用庫(kù)創(chuàng)建仿真模型無(wú)需編寫額外的代碼，開發(fā)團(tuán)隊(duì)可以便捷、準(zhǔn)確地建立涵蓋多個(gè)領(lǐng)域的復(fù)雜系統(tǒng)模型，加速了模型的創(chuàng)建過程，從而釋放出更多的有效工程時(shí)間以優(yōu)化設(shè)計(jì)。LMSImagine.LabAMESim應(yīng)用庫(kù)元件都經(jīng)過完整地驗(yàn)證，由此確保了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。通過連接應(yīng)用庫(kù)中的元件，用戶可以創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)潔易懂的方案圖，為需要分析的系統(tǒng)模型提供一個(gè)合理的圖形表達(dá)。并且系統(tǒng)中每個(gè)元件都有不同復(fù)雜程度的模型可供選擇，參數(shù)和單位通過簡(jiǎn)單的交互方式進(jìn)行設(shè)置，為建立系統(tǒng)模型提供了有效的手段，并且可以積累，再使用和共享那些植入在模型中的工程知識(shí)。LMSImagine.LabAMESim允許用戶在開發(fā)階段的早期從簡(jiǎn)化的模型開始進(jìn)行分析，并隨著可用的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)越來(lái)越多可以逐漸細(xì)化模型。AMESim的應(yīng)用庫(kù)中的元件是要么是面向應(yīng)用的專用模塊，要么是基于物理現(xiàn)象描述的基本模塊。這樣使得一方面保證用戶可以從預(yù)建的應(yīng)用模型開始建模，又為新技術(shù)和革新方案的分析提供了靈活性。除了AMESim的應(yīng)用庫(kù)之外，用戶還可以創(chuàng)建和擴(kuò)充自己的應(yīng)用庫(kù)。AMESet旨在幫助用戶編寫具有良好文檔的，規(guī)范的，可重復(fù)使用的及易于維護(hù)的模型應(yīng)用庫(kù)。通過遵循簡(jiǎn)單規(guī)則，用戶的自創(chuàng)建的模型庫(kù)可以完全兼容現(xiàn)有的AMESim模型，并自動(dòng)地在各個(gè)所支持平臺(tái)上移植。LMS同時(shí)提供廣泛的服務(wù)能力以開發(fā)專用的元件和定制應(yīng)用庫(kù)。301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月36r—Mm匚H白IMI二二RHGIH40”.自TI口U 已發(fā)布的AMESim應(yīng)用庫(kù)元件涵蓋了大量的物理領(lǐng)域和工程應(yīng)用：=>Control:signal,control&observers控制類：信號(hào)、控制與觀察器庫(kù)=>Electromechanical:electricmotors&drives,electrical,electromechanical電磁類：電機(jī)及驅(qū)動(dòng)庫(kù)，電子庫(kù)，電磁庫(kù)=>Fluid:hydraulic,hydrauliccomponentdesign,hydraulicresistance,filling,pneumatic,pneumaticcomponentdesign,gasmixture流體類：液壓庫(kù)，液壓元件設(shè)計(jì)庫(kù)，液阻庫(kù)，注油庫(kù)，氣動(dòng)庫(kù)，氣動(dòng)元件設(shè)計(jì)庫(kù)，混合氣體庫(kù)4InternalCombustionEngine:IFPDrive,IFPEngine,IFPExhaust,IFPC3D內(nèi)燃機(jī)類：IFP駕駛庫(kù)，IFP發(fā)動(dòng)機(jī)庫(kù)，IFP排放庫(kù)，IFPC3D三維燃燒計(jì)算模塊4Mechanical:1-Dmechanical,planarmechanical,powertrain,vehicledynamics機(jī)械類：一維機(jī)械庫(kù)，平面機(jī)構(gòu)庫(kù)，傳動(dòng)庫(kù)，車輛動(dòng)力學(xué)庫(kù)4Thermal:thermal,thermal-hydraulic,thermal-hydrauliccomponentdesign,thermalpneumatic,two-phaseflow,airconditioning,coolingsystem,heatexchanger熱學(xué)類：熱庫(kù)，熱液壓庫(kù)，熱液壓元件設(shè)計(jì)庫(kù)，熱氣動(dòng)庫(kù)，兩相流庫(kù)，空氣調(diào)節(jié)庫(kù)，冷卻系統(tǒng)庫(kù)，換熱器庫(kù)CLMSImagine.LabAMESim工具LMSImagine.LabAMESim提供了大量的工具不僅僅優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，而且優(yōu)化完整設(shè)計(jì)過程設(shè)計(jì)的各個(gè)關(guān)鍵層面。除了其杰出的設(shè)計(jì)優(yōu)化功能之外，用戶可以分析多領(lǐng)域系統(tǒng)，圖形化演示仿真結(jié)果以及生成定制的HTML報(bào)告。前處理和后處理工具包括AMETable-可以處理N維數(shù)據(jù)表格并創(chuàng)建N維數(shù)據(jù)表格的3維圖形和AMEPlot-用于顯示復(fù)雜圖示的工具。AMEAnimation：創(chuàng)建3D動(dòng)畫AMEAnimation是創(chuàng)建任何AMESim仿真3維動(dòng)畫的方便工具。在AMEAnimation中，用戶可以簡(jiǎn)單地創(chuàng)建實(shí)體并把仿真和實(shí)體鏈接起來(lái)。用戶可以根據(jù)所設(shè)置的用于演示仿真結(jié)果的參數(shù)方便地可視化物理元件的特性。分析工具：深入理解系統(tǒng)特性分析工具，例如快速傅立葉轉(zhuǎn)換（FFT），頻譜圖，線性分析，階次分析和活性指數(shù)，有助于解釋系統(tǒng)的特性，通過突出主要的動(dòng)態(tài)特性，用戶可以控制模301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月37

r—Mm匚H白IMI二二RHGIH40”.自TI口U 型的精確程度從而簡(jiǎn)化建模過程。線性分析也可以幫助用戶獲得足夠的系統(tǒng)內(nèi)在特性。AMESim提供了一套綜合的方法：特征值，模態(tài)，根軌跡以及通過伯德圖、尼科爾斯圖以及奈奎斯特圖反映的傳遞函數(shù)表示。LMSImagine.LabOPTIMUS探索參數(shù)空間和優(yōu)化設(shè)計(jì)在多領(lǐng)域系統(tǒng)仿真的世界中，1D的領(lǐng)域可能是設(shè)計(jì)探索技術(shù)得以最有效發(fā)揮的地方。無(wú)論是用于設(shè)計(jì)還是驗(yàn)證，系統(tǒng)模型可以提供全局參數(shù)訪問因此可以直接影響設(shè)計(jì)決策。LMSImagine.LabOPTIMUS是一款設(shè)計(jì)優(yōu)化軟件，可以捕捉并管理LMSImagine.Lab的仿真流程。通過試驗(yàn)規(guī)劃（DOE）和響應(yīng)面模型功能（RSM），OPTIMUS能夠輔助用戶進(jìn)行快速實(shí)驗(yàn)空間探索，深入洞察可能的設(shè)計(jì)方案。試驗(yàn)規(guī)劃（DOE）允許參數(shù)放映并幫助在設(shè)計(jì)空間中確定最佳的一組試驗(yàn)，從而以最低的成本和最高的精確性獲取最多的系統(tǒng)信息。受益于NoesisOPTIMUS公司尖端的局部、全局以及多目標(biāo)優(yōu)化技術(shù)，LMSImagine.LabOPTIMUS可以找到最佳的設(shè)計(jì)變量組合，即滿足所有的約束條件，同時(shí)使目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最優(yōu)。通過考慮LMSImagine.LabAMESim設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)的偏差來(lái)評(píng)估和優(yōu)化設(shè)計(jì)響應(yīng)，LMSImagine.LabOPTIMUS提供了魯棒性和可靠性分析手段。并行處理：最大發(fā)揮CPU的性能通過單一的處理器，設(shè)計(jì)探索或者批處理運(yùn)行可能需要花費(fèi)大量時(shí)間。在這種情況下，最好的方法就是采用多個(gè)處理器。LMSImagine.LabAMESim提供了名為MPICH的工具來(lái)進(jìn)行并行的計(jì)算。該選項(xiàng)是處理魯棒性設(shè)計(jì)運(yùn)行方便得多的方法。它采用連接成網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立的多個(gè)處理器完成計(jì)算。分配分割計(jì)算：超越夢(mèng)想的仿真分配分割計(jì)算對(duì)于特定類型的液壓系統(tǒng)，例如燃油噴射系統(tǒng)，自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)以及ABS等，可以極大地縮短仿真計(jì)算時(shí)間的技術(shù)。分配分割計(jì)算采用天然的物理離散通訊來(lái)生成適合于共仿真卻不丟失精度的模型。它利用了液壓管道中的波動(dòng)傳遞的物理特性。CLMSImagine.LabAMESim接口LMSImagine.LabAMESim為控制，實(shí)時(shí)仿真，多體仿真，過程集成和設(shè)計(jì)優(yōu)化等第三方軟件提供了廣泛的接口。LMSImagine.LabAMESim同時(shí)提供一個(gè)通用共仿真接口以連接多領(lǐng)域系統(tǒng)仿真和任何一種三維動(dòng)態(tài)模型，例如計(jì)算流體動(dòng)力仿301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月38r—Mm匚H白IMI二二RHGIH40”.自TI口U 真或有限元分析。這使得LMSImagine.LabAMESim可以無(wú)縫地集成到數(shù)字開發(fā)過程中。腳本：自動(dòng)處理復(fù)雜極重復(fù)性任務(wù)這是節(jié)省時(shí)間的功能，LMSImagine.LabAMESim提供了一套綜合的腳本語(yǔ)言可以支持在高級(jí)抽象語(yǔ)言如Python，Matlab，Scilab，MicrosoftExcel以及VisualBasicApplication中的編程，使得匹運(yùn)行的模型交互自動(dòng)化，完成復(fù)雜自動(dòng)的前處理以及將AMESim的模型集成到外部應(yīng)用程序中?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)：最大的交互LMSImagine.LabAMESim是完整工程系統(tǒng)仿真平臺(tái)而Mathworks的Simulink是事實(shí)上的控制設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)。如何將兩者連接起來(lái)？點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的AMESim-Simulink接口提供了簡(jiǎn)單易用的高效工具用于將AMESim的工程物理模型和Simulink的控制系統(tǒng)模型連接起來(lái)。通過簡(jiǎn)單的模型交換，用戶可以從在控制系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)和系統(tǒng)工程團(tuán)隊(duì)之間高效的通訊深深獲益，避免了為各種平臺(tái)重復(fù)建立多領(lǐng)域系統(tǒng)模型的工作。此外，BlackboxExport選項(xiàng)允許用戶為Simulink輸出獨(dú)立于AMESim的模型。這方便了在采用Simulink的供應(yīng)商，客戶和其它內(nèi)部部門之間共享模型而無(wú)需重建模型本身。實(shí)時(shí)：從高度可信的模型到HiL仿真實(shí)時(shí)選項(xiàng)使得用戶可以輸出AMESim模型到實(shí)時(shí)硬件目標(biāo)機(jī)中進(jìn)行硬件在環(huán)仿真（HiL）。這使得可以在安裝到真實(shí)系統(tǒng)前進(jìn)行ECU測(cè)試，在開發(fā)過程的早期消除暇痣。通過AMESim的實(shí)時(shí)功能，創(chuàng)建實(shí)時(shí)仿真模型更簡(jiǎn)單更快速。避免了由開發(fā)后期帶來(lái)的不確定性進(jìn)而極大地提高了產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。多體：和3D機(jī)械系統(tǒng)可變維度的仿真過程物理系統(tǒng)通常是由不同的元件在一起工作，例如氣動(dòng)，機(jī)械，液壓，電氣以及控制系統(tǒng)。在單一的建模軟件包中很難有效地處理多專業(yè)系統(tǒng)和復(fù)雜多體系統(tǒng)之間的交互作用。這就是為什么AMESim可以和專用的多體軟件包連接的原因，例如LMSVirtual.LabMotion和MSC.ADAMS。由LMSImagine提供的的多體軟件接口使得這些子系統(tǒng)可以在各自的環(huán)境中方便地建模并且通過模型輸出工具或者供仿真方式完成聯(lián)合仿真。過程集成：橫跨工程專業(yè)的自動(dòng)仿真301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月39r—Mm匚H白IMI二二RHGIH40”.自TI口U 除了自身的設(shè)計(jì)探索工具，AMESim為用戶提供了通過AMEPilot實(shí)現(xiàn)的額外的與NoesisOPTIMUS以及iSIGHT的接口。AMEPilot為L(zhǎng)MSImagine.LabAMESim的用戶提供了從外部啟動(dòng)AMESim模型的便捷途徑。采用該工具，從外部修改仿真參數(shù)和獲取用于后處理的仿真結(jié)果非常方便。AMESim的Export模塊可以以適合AMEPilot的格式設(shè)置參數(shù)。共仿真：CAE軟件集成共仿真意思是兩個(gè)模型分別在它們各自的仿真環(huán)境（包括求解器）中仿真，但是通過給定的時(shí)間間隔通訊。通用的共仿真接口主要用于建立和第三方軟件，例如CFD的共仿真，當(dāng)然也可以用于AMESim-AMESim并行共仿真。建模語(yǔ)言：AMESim授權(quán)支持開放源Modelica語(yǔ)言Modelica是面向?qū)ο蟮慕ＵZ(yǔ)言，用于多學(xué)科專業(yè)系統(tǒng)建模。LMS是該語(yǔ)言協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)語(yǔ)言改進(jìn)和制定標(biāo)準(zhǔn)團(tuán)隊(duì)的核心成員。LMSImagine.LabAMESim可以輸入Modelica模型并將其和AMESim應(yīng)用庫(kù)中模型連接起來(lái)，確保用戶已經(jīng)在Modelica應(yīng)用庫(kù)開發(fā)上的投資。5.2Virtual.Lab多學(xué)科3維虛擬樣機(jī)仿真平臺(tái)Virtual.Lab是一體化多學(xué)科3D仿真平臺(tái)，它提供集成的仿真環(huán)境，包含完整的結(jié)構(gòu)、振動(dòng)、聲學(xué)、多體動(dòng)力學(xué)、疲勞、混合仿真分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)等分析能力，是全球第一個(gè)能夠?qū)⒍鄬W(xué)科分析完全集成在統(tǒng)一環(huán)境下的仿真平臺(tái)。Virtual.Lab與CAD系統(tǒng)如CATIAV5完全無(wú)縫集成并自動(dòng)鏈接，從CAD建模環(huán)境可以直接切換到Virtual.Lab分析界面，而無(wú)需進(jìn)行任何文件轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)傳遞。止匕外，Virtual.Lab與LMS試驗(yàn)系統(tǒng)完全集成，可以進(jìn)行獨(dú)一無(wú)二的混合仿真，將基于試驗(yàn)的模型和載荷與虛擬樣機(jī)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行仿真分析，并可以進(jìn)行模型驗(yàn)證和修正。301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月40LMSfiEH培IMEERINGPMHDSTIDN［黑5幗加前土油多體動(dòng)力學(xué) ④LMSViftial.LabLMSfiEH培IMEERINGPMHDSTIDN［黑5幗加前土油多體動(dòng)力學(xué) ④LMSViftial.Lab短?外耐久性 止I那崢細(xì)祖才

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球拘分折Virtual.Lab3維仿真平臺(tái)功能與模塊Virtual.Lab的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)包括：多多學(xué)科的系統(tǒng)級(jí)仿真平臺(tái)LMSVirtual.Lab是全球第一個(gè)真正集成結(jié)構(gòu)分析、振動(dòng)噪聲、多體動(dòng)力學(xué)、疲勞、混合仿真、優(yōu)化設(shè)計(jì)的多學(xué)科仿真平臺(tái)，用于振動(dòng)、噪聲、多體動(dòng)力學(xué)、疲勞、混合仿真分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、安全性、碰撞、耐久性以及其它關(guān)鍵屬性的分析。它能成倍提高增值設(shè)計(jì)時(shí)間(Value-AddedTime)，并且將總體開發(fā)周期縮短30—50%。唯唯一實(shí)現(xiàn)了與CAD、CAE和試驗(yàn)的無(wú)縫連接的系統(tǒng)級(jí)平臺(tái)Virtual.Lab自動(dòng)鏈接主流的CAD、CAE和試驗(yàn)系統(tǒng)，消除了不必要的文件轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)冗余，使增值設(shè)計(jì)時(shí)間成倍增加。獨(dú)獨(dú)一無(wú)二的混合仿真(hybridsimulation)它將實(shí)物試驗(yàn)和虛擬仿真的長(zhǎng)處相結(jié)合，新的設(shè)計(jì)過程不僅更快，而且更加精確可靠，因?yàn)樵囼?yàn)驗(yàn)證過的模型已經(jīng)嵌入在系統(tǒng)模型中。因此對(duì)投資的回報(bào)不僅體現(xiàn)在產(chǎn)品更快地投放市場(chǎng)和節(jié)約開發(fā)費(fèi)用，而且改進(jìn)了產(chǎn)品質(zhì)量，開創(chuàng)了新的產(chǎn)品開發(fā)模式?？谠囼?yàn)與數(shù)字仿真的相關(guān)性分析，確保了仿真的真實(shí)準(zhǔn)確要想進(jìn)行高精度的仿真，必須確保有限元模型的可靠性和真實(shí)性。為了確保仿真結(jié)果可信，需要對(duì)模型進(jìn)行部件級(jí)的、子系統(tǒng)級(jí)的以及系統(tǒng)級(jí)的模型驗(yàn)證，可基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，也可以利用經(jīng)過驗(yàn)證的類似結(jié)構(gòu)的仿真模型。只301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS301所虛擬振動(dòng)臺(tái)LMS建議書2010年3月41r—Mm匚H白IMI二二RHGIH40”.自TI口U 有由底向上一步步的對(duì)模型進(jìn)行創(chuàng)建和修正，才能有效避免建模過程中的誤差累計(jì)。除了可以進(jìn)行更可靠的假設(shè)分析之外，驗(yàn)證后的模型還可以讓我們對(duì)理論假設(shè)有更深刻的理解，例如對(duì)材料屬性、連接關(guān)系、鉸鏈以及邊界條件的假設(shè)。Virtual.Lab多學(xué)科分析功能是通過與CAD系統(tǒng)無(wú)縫集成的多個(gè)Workbench工作平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的，這些工作平臺(tái)包括：?Virtual.LabStructures結(jié)構(gòu)分析LMSVirutal.LabStructuralAnalysis使得我們的設(shè)計(jì)工程師可以完全在CATIAV5的基礎(chǔ)上完成有限元網(wǎng)格的前處理分析。使得CAD數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)參數(shù)化全相關(guān)，由于Virtual.Lab數(shù)據(jù)格式和CATIA數(shù)據(jù)格式完全一致。使用Virutal.LabStructural我們可以隨時(shí)直接修改CAD幾何參數(shù)，分析結(jié)果就會(huì)相應(yīng)的自動(dòng)改變。這樣就能夠節(jié)省設(shè)計(jì)和分析工程師大量的時(shí)間，同時(shí)消除了CAD和CAE數(shù)據(jù)之間的不相關(guān)問題，軟件在AIRBUS、BOEING得到了廣泛的使用。aVirtual.LabMoti