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大众汽车公司在工程开发中采用 MSC Nastran Modules功能提升设计敏捷性、协作性

2020-04-03 19:55:36·  来源:MSC软件  
 
众所周知,在有限元领域,传统有限元分析建模包含多个零部件和子结构,然后将它们编排到有限元代码中(例如 MSC Nastran 里的include文件)以便进行交换。在使用
众所周知,在有限元领域,传统有限元分析建模包含多个零部件和子结构,然后将它们编排到有限元代码中(例如 MSC Nastran 里的‘include’文件)以便进行交换。在使用这些 INCLUDE 文件时需要遵守严格的编号准则,以免 INCLUDE 文件之间出现 ID号冲突。
    
在 MSC Nastran 中要求建立整个模型时不得出现 ID号重复。这种建模方式提供了独立的 INCLUDE 文件,在车辆设计发生更改时能够轻松应对重复使用和互换的情况。但是,采用这种方法时用户必须遵守复杂的编号方案,因此管理这些文件非常困难。这种方法既要有高度的纪律性,又要进行监督,因为它需要根据新的需求定期进行调整。 
    
大众汽车通过多年来与 MSC 软件建立的长期合作关系受益匪浅。大众汽车不仅将来自 MSC 软件的先进技术运用于自身的分析工作中,还推动了新的 MSC Nastran 开发需求。最近的开发需求之一是 MSC Nastran 中的“Modules”。随着计算资源越来越廉价,模型也开始变得越来越庞大。这些大型模型需要高效的模型管理。有了 MSC Nastran 中这项由大众汽车推动开发的称为“Modules”的新技术,如今模型管理变得非常方便。

Modules是作为组装管理工具而引入 MSC Nastran 的,它是一个独立的数据块,通常包含零部件或整个装配体的组件。Modules类似于部件超单元,但模型不缩减。MSC Nastran 还可以通过MODULES 实例化功能将初始的模型处理成多个实例。
 
图 1:传统建模
    
总之,MSC Nastran Modules具有同 INCLUDE一样的特点,但不会出现任何 ID 号冲突。Modules可以减少模型组装过程中的“编号”工作。Modules还能让汽车 OEM 制造商与其他分析小组(例如静力学、碰撞、NVH)交换模型变得轻而易举。最后,用户可以在车辆开发过程中使用Modules功能轻松地尝试不同的设计。
 
图 2:大众汽车的建模
    
Modules的主要优势在于它们减少了对前处理器的依赖——为现有的主模块创建拷贝,对其进行平移、旋转或镜像——因而也有助于缩短建模时间。此外,MSC Nastran 的Module功能采用了与一些其他代码类似的定义,这样就能快速转换为 MSC Nastran BDF 用于其他仿真,例如采用 PAM-CRASH 的碰撞仿真。
    
现在,如果需要将这些不同的模块衔接在一起,可通过手工、自动及半自动方式连接各个模块。
 
图 3:MSC Nastran Modules的整个数据块
    
每一个模块都有自己用于节点、单元、属性等的 ID 编号方案。ID 编号在整个模块中不必是唯一的。   
 
“Modules方法有助于我们节省时间、确保获得高质量结果。在进行 NVH 、耐久性和非线性分析的建模、数据交换以及前处理、后处理时,我们做到了事半功倍。”
--Bruns 博士,大众汽车
    
一个模块是一个独立的数据块,通常用来表示总成的某个组件,例如汽车的车轮或挡泥板。模块允许用户将多个数据块组合成单个 MSC Nastran 输入文件。每一个模块都由 BEGIN MODULE 和 END MODULE 数据条目分隔。
 
  就像是部件超单元一样,每一个模块都有自己用于节点、单元及属性的 ID 编号方案,而且 ID 编号在整个模块内不必唯一。后处理结果可以通过 HDF5、F06、punch 及 op2 文件提供,它们按模块分段。 
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