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设计仿真

设计仿真可以帮助制造商验证和确认正在开发的产品的预期功能,以及产品的工艺性。 “仿真”一词通常用作计算机辅助工程 (CAE) 的通称。 一些设计仿真方法已成为许多行业产品开发的标准组成部分,并且其重要性与日俱增,因为廉价的、更快速的计算机以及经济实惠的、易于使用的设计仿真软件让用户能够应对新的技术和应用。

仿真模型是一组数学方程, 代表系统在相关物理领域中的行为。 数学的复杂性取决于数据可用性,并随应用的功能和设计阶段而异。

在早期开发阶段,更简单的系统表示法通常使用分析假设,并在概念级别验证几个物理领域之间的相互作用。 在后期开发阶段,通常使用非常复杂的应用特定模型来进行验证和优化。 应用可能涵盖诸多方面,例如结构行为、声学、系统动力学、耐撞性、热和流体分析、应力分析、燃油经济性、控制开发等等。

面向虚拟测试和验证的设计仿真

降低开发成本,并先于竞争对手将创新产品推向市场

设计仿真可以包括范围广泛的分析,以便在各种操作和环境条件下虚拟测试产品性能。 相对于试错流程,智能仿真流程允许在开发周期的不同阶段有针对性地实施设计选择。 这大大减少了对成本高昂的物理样机进行长期测试的需要,因而缩短了总开发时间。

有效的设计仿真流程可帮助各公司减少开发成本,以比竞争对手更快的速度将创新产品推向市场。

面向工艺的设计仿真

以虚拟的方式对产品在各种操作和环境条件下的行为进行测试

制造流程的仿真通常被称为“流程仿真”或“虚拟制造”。 它包括对成型、冲压、机加工和其他流程的仿真,来确定设计的工艺,以及设计更改对制造方法的影响。 与传统的应力分析方法相比,它更接近于制造工艺,尽管其他相关技术(如 FE 建模)也能达到同样结果。 如果在设计产品时能够查看制造流程的仿真,将可以优化制造流程以及产品的性能、成本和质量。

仿真模型与物理原型

仿真可以使制造商距离其仅建立一个原型的终极梦想更近一步

仿真模型可在产品开发过程中提供比物理原型更多的灵活性。 创建备选设计方案往往只需要单击几次按钮,对其进行测试并不要求进行复杂的设置。 设计仿真可以提供通过物理测试无法获得的分析结果。 仿真模型允许您以虚拟的方式测试产品中使用测量设备无法到达的位置;可以输出传感器无法达到的物理量级,并提供工厂车间的虚拟视图来了解制造流程。

因为没有损坏测试对象(产品)的风险,对特别的操作条件进行仿真只是应用不同的边界条件。 设计仿真拥有比物理测试更宽广的操作范围;它能够以虚拟的方式对现实环境中难以产生的条件进行建模和测试。 由于不存在浪费材料的风险,对一个新的制造流程进行仿真将只是处理产品定义以应用特定制造方法的问题。

虽然物理测试在产品开发过程中永远都是必不可少的,但是仿真模型可以使制造商距离其仅建立一个原型(即,最终产品)的终极梦想更近一步。

设计仿真的优点

通过避免重复进行物理原型测试并改进质量,降低了产品开发成本并缩短了产品开发时间

  • 使设计决策考虑到了对功能表现和制造的影响

  • 平衡了概念开发过程中的各个功能方面

  • 通过去除不需要的材料和重量降低了成本并提高了设计效率

  • 在开发过程中更早一步提供性能和工艺上的见解

  • 利用特定于属性的详细模型进行验证和产品优化

  • 通过仿真模型提供在物理原型上很难甚至不可能测量到的结果

  • 以虚拟的方式对处于极端操作条件下的仿真模型进行测试