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SOFTWARE PRODUCT

Simpack


SIMPACK软件源自德国宇航局,是机械系统动力学/动力学仿真分析软件。

SIMPACK的各专业模块都是与行业顶级公司合作开发而成,如:SIEMENS、MAN、MERCEDES、DLR等。

SIMPACK软件可以分析系统振动特性、受力、加速度,描述并预测复杂多体系统的运动学、动力学性能等。


SIMPACK是什么?

SIMPACK软件是机电系统运动学/动力学仿真分析软件。SIMPACK软件可以对复杂多体系统振动特性、受力、加速度进行描述并预测系统的运动学/动力学性能等。

SIMPACK软件是通过搭建类似CAD风格的三维模型(包括铰接、约束、力元等)来建立机械系统的动力学模型,并通过先进的求解器来获取系统的动力学响应。

SIMPACK软件可以用来仿真任何虚拟的有运动的机电系统。该系统可以是单自由度的简单系统,也可以是多自由度的复杂系统,例如:单摆、一列车、整架飞机等。SIMPACK软件可以应用在产品概念设计、详细设计、试验研究、故障诊断以及产品维护的全生命周期内。

SIMPACK软件独具有的实时仿真功能,使得用户的虚拟模型可以在任何HIL(硬件在环)平台上运行。

SIMPACK软件采用最新的递归算法求解技术,求解速度最快、适应性最强、稳定性最好、精度最高。

SIMPACK是机械系统运动学/动力学仿真分析软件,最早由德国宇航局(DLR)开发


 

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SIMPACK软件的这些先进特性使得其赢得了大量的客户群,诸如Daimler Chrysler、Bombardier、Siemens、BMW、CSR等等。


SIMPACK软件的主要应用领域包括:

汽车工业(制造商、零部件供应商、设计公司等)

铁路行业(制造商、零部件供应商、设计公司等)

航空/航天

国防工业

船舶

通用机械

发动机

生物力学与仿生学等

SIMPACK运动学和动力学

    运动学/动力学和先进的求解器是SIMPACK软件的核心模块。所有专业模块和附加模块都是统一在SIMPACK运动学/动力学模块的基础上,并有统一的建模界面,极大的缩短了用户建模和仿真分析的周期。


SIMPACK软件动力学/运动学模块的基本特征如下:

SIMPACK软件核心模块

可视化3D建模

SIMPACK时域/频域求解器

模态分析

准静态分析

运动学/动力学分析

动画与丰富后处理

扩展的元素库(铰接、弹簧、阻尼、摩擦等)

丰富的积分器及积分器设置管理


    SIMPACK运动学/动力学包含建模、求解器和后处理,仿真模型搭建完毕后,即可进行各种分析,分析结果可以在后处理中进行显示。

 

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SIMPACK前处理建模:

    图形化的界面为初级用户提供了方便的建模手段,同时也为高级用户提供了完整的建模控制手段。

    SIMPACK软件的前处理带有非常丰富的建模元器件库,包括零件、关节、约束、力、碰撞、函数、控制元件等等,采用3D鼠标拾取,这样可以让工程师的建模更加快速、高效、准确。

    通过自带的CAD建模功能,用户可以构造各种3D几何物体,也可以导入标准的CAD数据文件。SIMPACK还开发了与Pro/E、CATIA等CAD软件的嵌入式接口,绝大部分的建模工作可以直接在CAD软件中完成,极大地缩短了建模过程。

    尤为重要的是,任何SIMPACK软件所建立的复杂模型,直接运行在实时仿真机上,这使得用户可以将模型嵌入到控制系统或输出到HIL平台上,实现半实物仿真。

    可以扩展的建模元素库给用户提供了快速的建模工具。用户可以建立任意类型的铰接、标记(marker)或者力元素(用户可以自定义),节省了用户的建模时间和大大降低了模型出错率。


 

SIMPACK解算器:

    当多系统模型建立后,求解器会自动形成其动力学微分方程组。

    SIMPACK软件采用先进的相对坐标建模,生成的动力学方程组数目最小,因而求解速度最快。当模型中运动的零部件越多,自由度越大时,这种建模方法所带来的优势尤为明显。而其它采用绝对坐标建模方法的软件所建立的方程组数目往往是自由度幂次方,其求解速度和求解精度将大大降低。

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    同时,递归算法保证了求解的稳定性和可靠性,这些性能已经得到涵盖航天、汽车、铁道等行业在内的无数项目的测试与验证。一旦建模完成,工程师可以利用SIMPACK软件强大的求解器进行各种分析,包括静力分析、动力学分析、动力学分析、逆动力学分析、频域分析、模态分析、谱分析等,同时,仿真结果可以用动画或者绘图的形式输出。


除了时域积分外,SIMPACK求解器还有非常强大的静力学求解能力,它不但可以快速寻找到系统的静力平衡位置,尤其重要的是,还可以预测系统处于任意位置平衡的所需要的条件。同时,标准的求解器还可以进行频域分析,求解系统的固有频率与固有振型。另外,在SIMPACK软件的NVH模块中,还可以在频域内分析系统的振动、冲击、噪声。


SIMPACK后处理:

    无论是时域积分的数值结果,还是频域求解的振型,在SIMPACK后处理中均可以动画显示。在动画显示时,工程师还可以方便地设置所有观测点、观测方向,从任何角度和任何层面进行观测。最后,所有的结果可生成高质量的三维视频文件,供用户后续使用。

除了动画观测了解系统的动力学性能之外,SIMPACK后处理还给用户提供了功能非常丰富的曲线作图、曲线输出(ASCII、Excel)、曲线输入、曲线编辑、数据分析(如统计、FFT变换、功率谱密度函数、滤波)、对比等功能,给用户详细、准确了解系统性能提供了有力的工具。

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    另外,SIMPACK所独有的独立的仿真计算和结果输出功能,使用户在仿真分析后,如果需要添加各种测量参数,无需重新执行计算便可以十分方便快捷地得到测量结果,极大地节约了用户调试模型、多方案优化的计算时间。

    SIMPACK后处理提供了对QSA(QT Script for Application)语言的支持。QSA是一种与平台无关的脚本语言,利用标准QSA,用户可以定制任意的用户化界面,编写建模与分析的宏命令,并进行各种命令流的后台操作。

 


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