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DS SIMULIA简介

1、DS SIMULIA公司简介
  法国达索系统公司是全球PLM(产品生命周期管理)解决方案的领导者,自1981年以来达索系统一直是3D软件的先驱。2005年,Abauqs公司加入法国达索系统,成为达索集团的全资子公司,并发展基于以Abaqus,CATIA、ENOVIA为核心的PLM系统架构下的仿真平台Simulia。DS Simulia是达索公示定位与真实仿真的一个子公司,公司的目标是通过CAE技术协助企业加快的一个子公司,公司的目标是通过CAE技术协助企业加快信息化进程,评估设计方案,优化设计流程,提高生产效率,减少企业成本,让CAE工程师更好的融入到产品设计流程中,让仿真成为产品设计不可分割的一部分。

Simulia公司软件主要由4个产品组成:

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CATIA Analysis
  CATIA软件的一部分功能,是CAD的自然延伸。在CATIA环境中设计完产品后,可以从CAD界面直接进入到CATIA的CAE界面,不存在数据的转换等,做到了真正的CAD/CAE的一体化。可实现对零部件和装配体进行强度、刚度、模态、屈曲、频响、传热等分析。

Abaqus Unfied FEA
  专业的高级有限元分析软件。有限元分析行业的领军者,软件不仅具有一般的静动强度分析功能和结构动力学分析功能,还具有疲劳分析和优化设计和CFD分析功能。在非线性静力/动力、接触、断裂破坏、各种非线性材料包括符合材料、以及各种复杂的组合高度非线性问题得求解方面都具有良好的解决方案。软件可以和主流CAD软件进行集成,确保CAD信息能够准确导入。所有分析都是在同一个界面下完成,减少模型修改次数,提高工作效率。

Isight & Fiper
  Isight提供了一个可视化的灵活的仿真流程搭建平台,与多种主流CAE分析工具有专用接口。用户可以方便的以拖拽的方式可视化的快速建立仿真分析流程,设定和修改设计变量以及设计约束与目标,自动进行多次分析循环。同时提供了试验设计、优化方法、近似模型和六西格玛设计等一套完整的优化软件包,来帮助用户深入全面的了解产品的设计空间,明晰设计变量与设计目标之间的关系,实现多学科多目标优化设计。

SLM(Simulation Lifecycle Managemant)
  SLM数据管理系统结构的理念就是为企业提供专业稳定高效的仿真数据管理解决方案,同时系统也要满足企业级系统平台的灵活需求,可以方便和企业平台上的系统协同工作。将仿真更好地整合到产品开发过程中,从浩瀚的数据海洋中快速、精准地评估涉及方案的性能,将仿真专家的个人知识转变为企业内部共享的知识,使跟踪仿真过程成为可能,进而实现跨领域的合作,以服务于产品设计决策。
  DS Simulia公司北京代表处2002年5月于北京正式成立,上海代表处2005年1月成立。2006年分别成立了成都和广州办事处。它们是Simulia公司在大中国地区的分支机构,全面负责Simulia系列软件在中国的推广和服务。

2、航空航天行业特点
  航空航天工业是国家的技术前沿和骨干行业,其产品开发和制造技术水平,不仅是质量和效率的保障,更是国家实力和形象的象征。当前,数字化技术已经成为全球航空航天工业产品开发和生产的最有利手段和企业的核心竞争能力。在国内,CAD/CAM的成功应用也证明了数字化技术的巨大价值。所谓CAE技术,也就是通过数字化手段,分析验证产品的性能、安全性和可靠性,是产品研发和制造数字化技术的核心。
  航空航天飞行器高精尖的工作性能决定了结构设计及其复杂。飞行任务的特殊性决定了工作环境的恶劣。因此应用CAE分析软件要求可靠、安全稳定、功能使用和针对航空航天行业,具有丰富的航空航天行业应用经验等。Abaqus一起卓越的产品质量等到了业界广泛认可。除了通过ISO9001认证和Nuclear QA认证之外,还被美国食品瑶琴管理局(FDA)作为医疗器械分析的推荐分析工具。
  Simulia是国际著名的CAE品牌,其中Abaqusyi8jiejue实际工业问题能力和强大的非线性功能赢得广泛声誉。航空航天工业是Abaqus最重要的应用领域之一,波音、空中客车、洛克希德-马丁等是长期合作的用户。对航空航天很多复杂和特殊的问题,如疲劳断裂、复合材料损伤、起落架柔性机构、接触连接、金属塑性等,在所有的CAE软件中,Abaqus是最有优势的。
就我国目前状况,国家职能部门正在大力推进航空航天工业数字化工程,目的在于公国整合和充分利用现有条件,借鉴国内外先进的数字化技术和管理模式,开展技术攻关,基本大同飞行器研制的数字化设计、试验、制造和管理生产线,初步创建数字化工作、技术和保障基本体系,形成全机数字样机和典型数字化部件的工程研制能力,大幅度地缩短型号研制周期,减少研制费用,降低生产成本,提高产品质量,增强竞争力。再此基础上,以补充和完善数字化生产线和数字化体系,具备在新一代飞行器研制生产中实施数字化设计、试验、制造和管理模式、手段和方法,实现数字化生产方式的变革。

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  实现数字化后,在设计阶段,数字样机将取代实物样机,数字化试验将成为飞行器系统的主要设计方式。由于设计上的数字化,可以实现快速多学科、多目标的优化,设计出最佳的飞行器方案,建立起世界一流的虚拟开发环境。
  制造业数字化是航空航天工业信息化的重要发展方向,是信息化带动工业化的重要举措,是全面振兴行业的重要内容。飞行器制造业数字化工程的实施,将有力推动我国传统制造业生产方式的变革,从根本上改变我国现行的飞行器设计、制造、试验和管理模式。从方法和手段入手,实现我国航空航天事业的跨越发展。
  航空航天是Simulia公司的重要应用领域,该行业的收入约占Simulia公司年度总收入的三分之一。目前所有大的飞机制造企业如波音、空中客车、洛克希德-马丁、Los Alamos和Sandia国家实验室,中国航天/航空许多研究院所,成飞,洪都等,都是Abaqus软件的重要用户。波音更是将其专利的VCCT(虚拟裂纹闭合技术)嵌入Abaqus软件中,进行断裂问题得求解。Abaqus软件始终注重航空航天领域用户和技术的发展,近期很多研发方面的决策都是针对航空航天领域的,如大规模杆板模型的发展、断裂力学和动弹性分析和Abaqus对CATIA的嵌入式产品(Abaqus/AFC)等。

3、Simulia针对航空航天企业的解决方案
  飞行器的设计一般都要经过一个漫长的阶段,从国家当前航空水平及实际需要以确定需求,到概念设计以确定飞机的布局与构型,主要参数和三维图纸,然后进入初步设计,完善飞机的几何外形设计,详细汇出飞机的总体布置图纸,进行整体的气动试验分析。然后进入详细设计阶段,计算每个零件详细特征,绘出能够知道生产的图纸。然后进入原型机试制造。

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  在航空航天器研制的过程中,CAE技术可广泛应用于飞行器各阶段中各类零部件、组件、全机的设计、分析、实验、仿真、岑石和故障诊断、制造和维护。通过计算机的CAE分析和虚拟试验可以知道、简化、减少或替代部分实验测试,从根本上说,是要解决计算的结构模型和分析是否准确,是否反映真实结构特征问题。这必须通过大量科学实验的验证试验并形成数据库,模型库,从而改进并保证结构设计、分析的正确性。
  总体概念设计阶段所占时间相对较短,但需要作出大量的关键词决策。虽然投入的人员和花费相对较少,但却决定了一架飞机大约80%的全寿命周期成本。在论证的阶段也是一个循环迭代寻找最有方案的过程,在设计要求和设计需求之间,反复进行参数选择并权衡,最终确定合理的解决方案。通过SLM可以很方便使用已有的知识库,快速查找并调用,Simulia Isight提供了大量专业的多学科多目标优化策略,包括:实验设计(DOE),优化算法(单目标,多目标优化算法),近似模型,稳健可靠分析与优化等。这些方法帮助设计人员搜寻,不仅理论上可行,而且实际上(如考虑制造工艺)也同样可行的最优化设计方案。

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  在设计阶段中,需要完善飞机几何外形。通过Catia完成飞行器初步设计以后,就可以直接切换到有限元模型的界面,在里面进行相应的前处理,保证了数据在转换和复制过程没有数据和特征丢失等,并且还保证了CAE模型与CAD模型的完全关联性。

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  对于复杂的装配体整体分析,可采用高级通用的有限元Abaqus。它能够求解广泛的线性和非线性问题,包括:线性/飞线性静力分析、模态分析、简协响应分析、静/动力接触、屈曲/失稳、失效和破坏分析、机构运动分析等,具有极强的结构分析能力。可以同时处理几何、材料和接触非线性的组合非线性问题。

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  飞机结构的高性能与新材料,新工艺的大量使用密不可分。这些先进的制造工艺可通过先进的数字化CAE模型,进行制造过程的数值仿真,并辅之以少量必须的实物实验。在制造工艺的过程中,通过Abaqus可模拟快速提升制造精度,以尽量小的成本优化生产工艺。

  飞行器的设计必须继承总体、气动力、架构强度、气动弹性等多专业的程序,需要一个庞大的团队。飞行器仿真软件要集成,仿真数据流程需要连续,在业内是高度共识的。设计阶段,制造阶段过程的数字化模型转换,从一个工艺到另一个工艺的数据管理,需要一定的标准和协议。利用SLM则可以更加有效的将仿真集成到整个产品研发之中,快速的找到需要的种种方案信息,确保使用数据的高品质、实时性及完整性。把仿真专家的技能转化成部门的最佳方案,把这些方案配置给更广泛的技术人员使用,协调多个部门,加速设计决策,使呗采纳的设计的性能品质满足工程目标,跟踪设计仿真,增加仿真结果的可信度。

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