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大眾汽車公司在工程開發(fā)中采用 MSC Nastran Modules功能提升設(shè)計敏捷性、協(xié)作性

2020-04-03 19:55:36·  來源：MSC軟件  
　
眾所周知，在有限元領(lǐng)域，傳統(tǒng)有限元分析建模包含多個零部件和子結(jié)構(gòu)，然后將它們編排到有限元代碼中（例如 MSC Nastran 里的include文件）以便進行交換。在使用
眾所周知，在有限元領(lǐng)域，傳統(tǒng)有限元分析建模包含多個零部件和子結(jié)構(gòu)，然后將它們編排到有限元代碼中（例如 MSC Nastran 里的‘include’文件）以便進行交換。在使用這些 INCLUDE 文件時需要遵守嚴格的編號準則，以免 INCLUDE 文件之間出現(xiàn) ID號沖突。
    
在 MSC Nastran 中要求建立整個模型時不得出現(xiàn) ID號重復。這種建模方式提供了獨立的 INCLUDE 文件，在車輛設(shè)計發(fā)生更改時能夠輕松應對重復使用和互換的情況。但是，采用這種方法時用戶必須遵守復雜的編號方案，因此管理這些文件非常困難。這種方法既要有高度的紀律性，又要進行監(jiān)督，因為它需要根據(jù)新的需求定期進行調(diào)整。 
    
大眾汽車通過多年來與 MSC 軟件建立的長期合作關(guān)系受益匪淺。大眾汽車不僅將來自 MSC 軟件的先進技術(shù)運用于自身的分析工作中，還推動了新的 MSC Nastran 開發(fā)需求。最近的開發(fā)需求之一是 MSC Nastran 中的“Modules”。隨著計算資源越來越廉價，模型也開始變得越來越龐大。這些大型模型需要高效的模型管理。有了 MSC Nastran 中這項由大眾汽車推動開發(fā)的稱為“Modules”的新技術(shù)，如今模型管理變得非常方便。

Modules是作為組裝管理工具而引入 MSC Nastran 的，它是一個獨立的數(shù)據(jù)塊，通常包含零部件或整個裝配體的組件。Modules類似于部件超單元，但模型不縮減。MSC Nastran 還可以通過MODULES 實例化功能將初始的模型處理成多個實例。
 
圖 1：傳統(tǒng)建模
    
總之，MSC Nastran Modules具有同 INCLUDE一樣的特點，但不會出現(xiàn)任何 ID 號沖突。Modules可以減少模型組裝過程中的“編號”工作。Modules還能讓汽車 OEM 制造商與其他分析小組（例如靜力學、碰撞、NVH）交換模型變得輕而易舉。最后，用戶可以在車輛開發(fā)過程中使用Modules功能輕松地嘗試不同的設(shè)計。
 
圖 2：大眾汽車的建模
    
Modules的主要優(yōu)勢在于它們減少了對前處理器的依賴——為現(xiàn)有的主模塊創(chuàng)建拷貝，對其進行平移、旋轉(zhuǎn)或鏡像——因而也有助于縮短建模時間。此外，MSC Nastran 的Module功能采用了與一些其他代碼類似的定義，這樣就能快速轉(zhuǎn)換為 MSC Nastran BDF 用于其他仿真，例如采用 PAM-CRASH 的碰撞仿真。
    
現(xiàn)在，如果需要將這些不同的模塊銜接在一起，可通過手工、自動及半自動方式連接各個模塊。
 
圖 3：MSC Nastran Modules的整個數(shù)據(jù)塊
    
每一個模塊都有自己用于節(jié)點、單元、屬性等的 ID 編號方案。ID 編號在整個模塊中不必是唯一的。   
 
“Modules方法有助于我們節(jié)省時間、確保獲得高質(zhì)量結(jié)果。在進行 NVH 、耐久性和非線性分析的建模、數(shù)據(jù)交換以及前處理、后處理時，我們做到了事半功倍。”
--Bruns 博士，大眾汽車
    
一個模塊是一個獨立的數(shù)據(jù)塊，通常用來表示總成的某個組件，例如汽車的車輪或擋泥板。模塊允許用戶將多個數(shù)據(jù)塊組合成單個 MSC Nastran 輸入文件。每一個模塊都由 BEGIN MODULE 和 END MODULE 數(shù)據(jù)條目分隔。
 
  就像是部件超單元一樣，每一個模塊都有自己用于節(jié)點、單元及屬性的 ID 編號方案，而且 ID 編號在整個模塊內(nèi)不必唯一。后處理結(jié)果可以通過 HDF5、F06、punch 及 op2 文件提供，它們按模塊分段。 
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