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基于Simcenter 3D Motion和Heeds的懸置剛度優(yōu)化設(shè)計

2020-03-01 22:58:59·  來源：數(shù)字化工業(yè)軟件技術(shù)期刊  作者：彭文華  
　
1、Simcenter 3D Motion發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)建模導(dǎo)入發(fā)動機(jī)缸體CAD數(shù)模，在發(fā)動機(jī)缸體和大地之間創(chuàng)建四個橡膠襯套單元。用三向剛度模擬懸置模型。如下圖所示。得到的
1、Simcenter 3D Motion 
發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)建模 
導(dǎo)入發(fā)動機(jī)缸體CAD數(shù)模，在發(fā)動機(jī)缸體和大地之間創(chuàng)建四個橡膠襯套單元。用三向剛度模擬懸置模型。如下圖所示。
 
 
 
得到的發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)六自由度剛體模型如下圖所示。
 
 
 
2、解耦率仿真分析 
創(chuàng)建仿真分析工況命名為Bushing。設(shè)置線性化求解為“yes”如下圖所示。
 
 
 
設(shè)置線性化屬性輸出能量解耦率，如下圖所示。
 
 
 
點擊求解，得到能量解耦率輸出文件（默認(rèn)輸出到模型文件相同文件路徑位置）。結(jié)果如下圖所示。
 
 
 
最后保存文件。導(dǎo)出MDF模型文件。File—Export Motion—Mechanism，如下圖所示。
 
 
3、Heeds建模與優(yōu)化分析 
(1) 基于Simcenter 3D Motion的Heeds優(yōu)化建模的軟件配置
Step1 配置安裝包：
安裝Heeds2019.1;
安裝Simcenter 3D Motion solver；
Step2 配置環(huán)境變量：
HEEDS_PYTHON_PATH=%Install_Heeds%\MDO\Ver2019.1\Python27
HEEDS_SIMCENTER3D_MRRCMD=%install_motion%\Simcenter_3D_2019.2_solvers\MotionSolver\MotionResultsReader.exe
HEEDS_SIMCENTER3DMOTION_CMD=%install_motion%\Simcenter_3D_2019.2_solvers\MotionSolver\Mdf.exe
HEEDS_SIMCENTER3DMOTION_PATH=%install_motion%\Simcenter_3D_2019.2_solvers\MotionSolver
Step3 軟件設(shè)置：
 
 
 
File—Options—Simcenter 3D Motion—solver install
“%install_motion%\Simcenter_3D_2019.2_solvers\MotionSolver\Mdf.exe”。也可以通過查找的方式關(guān)聯(lián)。
注意command options:
-msolvecmd "C:/ProgramFiles/Siemens/Simcenter_3D_2019.2_solvers/MotionSolver/mdf.exe" -solve
或者-msolvecmd %HEEDS_SIMCENTER3DMOTION_CMD% -solve
(2) Heeds模型建立
新建Heeds模型，設(shè)置Simcenter 3D Motion接口。
 
設(shè)置輸入文件，選擇之前導(dǎo)出的MDF模型文件。
設(shè)置輸出文件，選擇之前計算得到的解耦率結(jié)果文件。如下圖所示。
 
變量設(shè)置，如圖所示。
 
 
變量與模型參數(shù)關(guān)聯(lián)，如圖所示。
 
 
響應(yīng)設(shè)置，響應(yīng)包括頻率，能量解耦率，頻率分布等，如圖所示。
 
 
新建優(yōu)化分析，設(shè)置約束條件和優(yōu)化目標(biāo)，如圖所示。
 
 
 
 
 
(3) 優(yōu)化仿真分析
與各階能量解耦率最大為優(yōu)化目標(biāo)，選擇sherpa優(yōu)化算法進(jìn)行仿真分析。Best designs 結(jié)果如下圖所示。
 
從優(yōu)化結(jié)果可以看出，頻率分布和能量解耦率結(jié)果都非常好。
4、結(jié)論 
（1）通過Simcenter 3D Motion可以創(chuàng)建發(fā)動機(jī)剛體六自由度模型，并進(jìn)行能量解耦率仿真分析。
（2）利用Heeds基于Simcenter 3DMotion的優(yōu)化接口可以方便快速地進(jìn)行能量解耦率分析，從而得到合理的頻率分布和最優(yōu)的能量解耦率結(jié)果。
 
 
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