案例 | 內燃機關鍵零部件仿真計算系統

2017-08-28  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

內燃機零部件的仿真十分復雜,涉及多個學科和仿真工具。但是個學科之間信息交互困難,系統及應用集成性差,各設計、仿真軟件分散、軟件效能不能充分發揮。仿真流程不規范,缺乏對多學科耦合分析流程的梳理、定制模板等分析流程的管理手段。

構建內燃機關鍵零部件仿真計算系統,實現內燃機零部件的快速仿真。根據內燃機關鍵部件多場耦合分析的特點,開發了分析流程向導,并對相關分析軟件進行了封裝和集成。在此框架基礎上定制多學科耦合仿真分析流程模板,開發工具間的數據接口,實現仿真流程執行過程中自動數據傳遞。

根據內燃機關鍵零部件的分析內容,集成和封裝了UG、GT power、StarCD、CCM+、HyperMesh、ANSA、ABAQUS、ANSYS、Adams、FE Safe、Virtual Engine、FEMFAT以及企業自編程序等,形成了面向七大類分析的多個具體的分析向導和模板,支持從前處理、求解參數到后處理的完整定義過程,實現從單場到多場、從一維到三維、從流體到結構的求解計算,規范了內燃機關鍵零部件的復雜仿真分析過程,使得用戶能夠方便地進行內燃機關鍵部件的單場計算或多場耦合仿真,并根據要求自動輸出分析報告。

圖1 實施內容

圖2 系統界面

該系統的價值主要體現在以下幾個方面:

(1)將內燃機關鍵零部件的仿真分析過程進行了封裝,實現了各零部件仿真分析過程標準化和經驗化,為仿真工程師完成零部件仿真提供思路并規范仿真過程。

(2)規范了柴油機關鍵零部件的仿真分析過程,形成了專業的計算模板,實現了通用程序的(如ANSYS Workbench\ABAQUS)工程化和專業化,并降低了軟件的使用難度。

(3)形成了內燃機零部件的專業設計規程,如封裝了仿真過程中典型工程計算方法(螺栓疲勞分析、屈曲分析、運動學分析),構建了材料庫、螺栓模型庫、專業知識庫等,實現了知識與仿真過程的緊密結合。

(4)通過內燃機仿真分析流程的定義,使各專業室的仿真分析更加高效和有序化,并且實現了仿真分析數據的統一管理和數據的可追溯性。

(5)形成統一的內燃機有限元分析集成應用環境,協調產品仿真過程中數據流與工具,解決了各種CAX工具間數據異構和協同問題。

(6)將復雜、繁瑣、重復、細節分析流程及分析經驗封裝到仿真分析系統中,從而將仿真工程師從重復性勞動中解脫出來,提高了仿真工作效率和經濟效益。

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