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行業(yè)解決方案之 — Simcenter 3D發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)解決方案

2018-12-29 21:55:48·  來(lái)源：聯(lián)宏科技 UGITC  
　
作者：汪永財(cái) 審校：冒小萍
 
發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)歷了蒸汽機(jī)、外燃機(jī)和內(nèi)燃機(jī)三個(gè)發(fā)展階段。不管是蒸汽機(jī)、外燃機(jī)還是內(nèi)燃機(jī)是一種能夠把其它形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器，包括如內(nèi)燃機(jī)（汽油發(fā)動(dòng)機(jī)等）、外燃機(jī)（斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、蒸汽機(jī)等）、電動(dòng)機(jī)等。按燃燒缸數(shù)可分為L(zhǎng)：直列、V：V型排列、其他非主流的汽缸排列方式：W：W型排列H：水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)R：轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。其結(jié)構(gòu)主要由氣缸體、汽缸套、氣缸蓋和氣缸墊等零件組成。
 
發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)介紹
 
機(jī)體是構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)的骨架，是發(fā)動(dòng)機(jī)各機(jī)構(gòu)和各系統(tǒng)的安裝基礎(chǔ)，其內(nèi)、外安裝著發(fā)動(dòng)機(jī)的所有主要零件和附件，承受各種載荷。因此，機(jī)體必須要有足夠的強(qiáng)度和剛度。
汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)   摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)
 
車(chē)輛行業(yè)是許多發(fā)達(dá)國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)，作為制造業(yè)的中堅(jiān)，汽車(chē)工業(yè)一直是CAE應(yīng)用的先鋒，而發(fā)動(dòng)機(jī)是各種車(chē)輛的動(dòng)力來(lái)源，是它們的“心臟”，車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)性能的優(yōu)劣直接決定了車(chē)輛的運(yùn)行狀況和使用壽命等。CAE技術(shù)的應(yīng)用，有效地推動(dòng)了車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的研究的進(jìn)展。
 
在汽車(chē)、摩托車(chē)行業(yè)的研發(fā)中心，CAE已成為設(shè)計(jì)鏈中必須的條件，沒(méi)有CAE的設(shè)計(jì)就不能進(jìn)入下一個(gè)技術(shù)開(kāi)發(fā)流程。發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中所涉及到的剛度、強(qiáng)度、疲勞、振動(dòng)以及噪聲等問(wèn)題?？沙墒斓脑谠O(shè)計(jì)階段解決，這樣就可以大幅度提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，節(jié)省大量開(kāi)發(fā)費(fèi)用。
 
發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)CAE運(yùn)用
 
的現(xiàn)狀分析與仿真需求
 
發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)CAE現(xiàn)狀分析
 
車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)目前CAE運(yùn)用分析還是非常成熟的。很多發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)有完整的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)制造流程、設(shè)計(jì)、仿真分析規(guī)范及分析標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)樗麄冇兄鴮?lái)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。但對(duì)于一些發(fā)動(dòng)機(jī)零配件制造企業(yè)來(lái)說(shuō)還沒(méi)具備專業(yè)的仿真技術(shù)能力。不管是專業(yè)的技術(shù)研發(fā)中心還是專業(yè)的技術(shù)部門(mén)在現(xiàn)企業(yè)的設(shè)計(jì)、仿真分析過(guò)程中，還是存在一些問(wèn)題：
 
---無(wú)產(chǎn)品設(shè)計(jì)仿真能力
一些專做發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的企業(yè)及國(guó)外出口配套的企業(yè)根本就沒(méi)有設(shè)計(jì)能力，更加談不上發(fā)動(dòng)機(jī)整體性能仿真及零部件分析的能力。
---數(shù)字化設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程不完善
企業(yè)有仿真分析能力，但在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的仿真分析還不夠完善，沒(méi)有形成詳細(xì)的設(shè)計(jì)、仿真流程和體系。沒(méi)有形成一個(gè)完整的分析方法及判定標(biāo)準(zhǔn)及沒(méi)有建立分析數(shù)據(jù)庫(kù)。
---CAE分析平臺(tái)過(guò)多
有CAE仿真平臺(tái)，但各工程師都在各自為戰(zhàn)，運(yùn)用各人較熟悉的分析軟件，所以相關(guān)分析軟件平臺(tái)多而雜，這樣各平臺(tái)軟件之間數(shù)據(jù)的連接性和格式通用性較差。
---分析類(lèi)型不全面
在分析過(guò)程中只考慮一些表面上的問(wèn)題，如發(fā)動(dòng)機(jī)各零件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度等。，而沒(méi)考慮整個(gè)機(jī)體的性能分析如振動(dòng)舒適性、疲勞、噪聲等的性能要求，而這些也是市場(chǎng)抱怨的焦點(diǎn)問(wèn)題。
 
車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)CAE仿真需求
 
滿足發(fā)動(dòng)機(jī)各系統(tǒng)各零部件產(chǎn)品的靜強(qiáng)度分析(線性和非線性）、模態(tài)分析、穩(wěn)定性分析、瞬態(tài)分析仿真等結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析能力
滿足發(fā)動(dòng)機(jī)整體的剛度要求，滿足整車(chē)舒適度性能要求
滿足設(shè)計(jì)、分析適應(yīng)PLM管理要求，滿足CAD/CAE協(xié)同仿真及分析結(jié)果管理要求
滿足多專業(yè)應(yīng)用、多學(xué)科高度集成的同一數(shù)字化平臺(tái)仿真軟件(動(dòng)力學(xué)仿真、疲勞分析、及碰撞分析等)
 
聯(lián)宏科技 Simcenter 3D
 
數(shù)字化仿真解決方案
 
聯(lián)宏科技基于西門(mén)子工業(yè)軟件，針對(duì)車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)及其它零部件性能分析有著專業(yè)的Simcenter 3D數(shù)字化仿真解決方案。它集成多種解決方案的功能，并可覆蓋廣泛的仿真學(xué)科與行業(yè)應(yīng)用。Simcenter 3D將仿真和物理測(cè)試與智能報(bào)告和數(shù)據(jù)分析技術(shù)相結(jié)合，以幫助用戶創(chuàng)建更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中各階段的產(chǎn)品性能。
 
---幾何清理
Simcenter 3D 是一體化分析平臺(tái)，所以在前處理網(wǎng)格時(shí)可快速的清理小的特征，如：小孔、小倒角、小尖角等。因?yàn)檫@些都可影響后續(xù)網(wǎng)格的質(zhì)量從而直接輸出錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果。所以在Simcenter 3D中有專業(yè)的幾何清理工具，它可快速并自動(dòng)化來(lái)處理這種結(jié)構(gòu)小特征問(wèn)題。
 
---網(wǎng)格劃分
基于NX工具Simcenter 3D有著強(qiáng)大的網(wǎng)格劃分功能?？稍诙虝r(shí)間內(nèi)完成結(jié)構(gòu)殼體及四面體網(wǎng)格，并且 “迭代網(wǎng)格網(wǎng)分析方法”為生成高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格及流體網(wǎng)格提供保障。
---發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、曲軸剛度、強(qiáng)度及動(dòng)力學(xué)分析
發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、連桿強(qiáng)度分析中涉及各零件之間的相互作用，存在復(fù)雜的接觸問(wèn)題。傳統(tǒng)的解決方法是大量簡(jiǎn)化分析模型，采用理論計(jì)算值為載荷邊界并與仿真結(jié)合計(jì)算，但這樣會(huì)存在很大的誤差。
在Simcenter 3D中可以在非線性功能中進(jìn)行整體建模、各部件之間采用接觸等來(lái)模似真實(shí)的連接模塊。Simcenter 3D高級(jí)非線性分析模塊能夠求解大多數(shù)的線性及非線性問(wèn)題，包括結(jié)構(gòu)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)、熱和響應(yīng)等。對(duì)于通常一起發(fā)生作用的多個(gè)幾何、材料和接觸非線性問(wèn)題，Simcenter 3D都可做相應(yīng)的計(jì)算。
---發(fā)動(dòng)機(jī)溫度場(chǎng)分析
發(fā)動(dòng)機(jī)一般位于散熱器后的一個(gè)半封閉的艙內(nèi)，而摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)除了水冷外還是風(fēng)冷系統(tǒng)各部件之間的分部空間較小，這樣就會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的散熱困難，較高的溫度會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能及靠近熱源的其它部件。Simcenter 3D 是一套從CAE前后處理到最終報(bào)告的一體化方案，包括產(chǎn)品的設(shè)計(jì)修改、網(wǎng)格劃分、邊界處理及計(jì)算的專業(yè)軟件和詳細(xì)流程。
---發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系分析
發(fā)動(dòng)機(jī)流場(chǎng)分析屬于空氣動(dòng)力學(xué)分析的內(nèi)容，主要分析發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻問(wèn)題并提供優(yōu)化方案。Simcenter 3D提供了全面的分的方案，如發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體溫度場(chǎng)分析及機(jī)體冷卻分析。
運(yùn)用Simcenter 3D好處和優(yōu)勢(shì)
基于一個(gè)統(tǒng)一平臺(tái)，用一個(gè)模型推動(dòng)整個(gè)流程，一個(gè)完整的前處理和后處理環(huán)境
Simcenter 3D中的同步建模技術(shù)幫助用戶減少了在模型簡(jiǎn)化和幾何編輯上花費(fèi)的時(shí)間
提高設(shè)計(jì)、分析、制造和自動(dòng)化能力，最大限度地設(shè)計(jì)效率
行業(yè)的引領(lǐng)者，將設(shè)計(jì)規(guī)劃與仿真分析緊密結(jié)合
準(zhǔn)確預(yù)測(cè)產(chǎn)品性能
面向復(fù)雜產(chǎn)品的智能全面的仿真模型
專業(yè)領(lǐng)域的高端解決方案
多學(xué)科仿真和優(yōu)化

關(guān)于聯(lián)宏科技
上海聯(lián)宏創(chuàng)能信息科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱聯(lián)宏科技）是在西門(mén)子工業(yè)軟件公司支持下成立的，旨在為中國(guó)國(guó)內(nèi)重點(diǎn)用戶提供西門(mén)子工業(yè)軟件公司全線產(chǎn)品的專業(yè)授權(quán)分銷(xiāo)和深度應(yīng)用服務(wù)技術(shù)支持。主要為汽車(chē)、航空航天、通用機(jī)械、電子等機(jī)械制造業(yè)領(lǐng)域的用戶提供包括軟件產(chǎn)品以及技術(shù)服務(wù)在內(nèi)的完整數(shù)字化產(chǎn)品工程解決方案。 
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