誤區(qū)四

使用MBD模擬需要專(zhuān)業(yè)知識(shí)

? ? ? ?傳統(tǒng)上，利用仿真研究系統(tǒng)的行為一直是仿真工程師或分析人員的研究領(lǐng)域。仿真接口，或仿真技術(shù)和過(guò)程的復(fù)雜性，導(dǎo)致了對(duì)用戶(hù)高度專(zhuān)業(yè)化的要求。缺乏模型交換和互操作性的標(biāo)準(zhǔn)加劇了這些問(wèn)題。

? ? ? ?在系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真領(lǐng)域，MBD分析員一直是仿真模型的把關(guān)人。然而，隨著工程仿真在設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)中占據(jù)中心地位，對(duì)仿真模型和建模信息進(jìn)行公開(kāi)訪問(wèn)的需求正在增長(zhǎng)。為此，仿真軟件供應(yīng)商努力將分析人員的知識(shí)和技能封裝到模型中。這種封裝使得其他工程師更容易利用這種封裝，來(lái)探索建模系統(tǒng)如何與其他系統(tǒng)集成，以及研究對(duì)他們來(lái)說(shuō)重要的設(shè)計(jì)權(quán)衡和優(yōu)化。

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? ? ? ?有幾種方法可以改進(jìn)對(duì)MBD模型的訪問(wèn)。一種方法是制定獨(dú)立于工具的標(biāo)準(zhǔn)，使“即插即用”方法能夠通過(guò)更精簡(jiǎn)的接口利用高度先進(jìn)的模型。功能模型接口（FMI）是CAE模型交換和協(xié)同仿真的獨(dú)立于工具的標(biāo)準(zhǔn)。FMI通過(guò)將MBD模型表示為一個(gè)功能樣機(jī)單元（FMU），可以將模型導(dǎo)入到符合標(biāo)準(zhǔn)的其他工具中。這種方法允許不是MBD專(zhuān)家的仿真工程師使用MBD模型，但不需要了解模型的內(nèi)部復(fù)雜性或如何與創(chuàng)建模型的仿真軟件交互。

? ? ? ?簡(jiǎn)化用戶(hù)體驗(yàn)是幫助組織改進(jìn)訪問(wèn)并從MBD模型中獲得價(jià)值的另一種方法。例如，MSC軟件創(chuàng)建了Adams Explore，目的是向非仿真專(zhuān)家的工程師提供高端仿真模型。MBD仿真工程師可以使用Explore插件導(dǎo)出表示MBD模型的Excel電子表格。然后，設(shè)計(jì)工程師使用這個(gè)簡(jiǎn)單的Excel電子表格更改他們感興趣的參數(shù)，然后運(yùn)行MBD模型，并檢查結(jié)果，以研究他們的設(shè)計(jì)更改對(duì)系統(tǒng)的影響。

誤區(qū)五

實(shí)時(shí)MBD仿真=降階模型（ROM）

? ? ? ?實(shí)時(shí)仿真要求虛擬模型以與物理系統(tǒng)相同或更短的時(shí)間以特定的時(shí)間增量提供響應(yīng)輸出。這樣，虛擬系統(tǒng)的狀態(tài)總是與物理組件同步，以提供準(zhǔn)確的測(cè)試環(huán)境。

? ? ? ?因此，用于HiL和DiL集成的實(shí)時(shí)兼容車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型傳統(tǒng)上涉及較少的自由度（DOF），通常約為20。這種模型通常通過(guò)查找表來(lái)描述零部件的行為。雖然這些降階模型（ROM）在某些應(yīng)用中是一種有效的方法，但對(duì)實(shí)時(shí)計(jì)算而言，減少自由度的數(shù)量已不再是一個(gè)要求?，F(xiàn)成的高性能計(jì)算和工程仿真技術(shù)的進(jìn)步，使得更高保真的實(shí)時(shí)仿真成為可能，提供了更有價(jià)值的認(rèn)知。實(shí)時(shí)仿真現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)了硬件在環(huán)（HiL）和駕駛員在環(huán)（DiL），提供了汽車(chē)測(cè)試環(huán)境中連接物理組件和虛擬模型的條件。以MSC軟件為例，設(shè)計(jì)了Adams實(shí)時(shí)仿真模塊，在實(shí)時(shí)應(yīng)用中保留了MBD建模系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和參數(shù)。這樣就可以維護(hù)諸如硬點(diǎn)、接頭、彈簧、減振器和襯套之類(lèi)的元件，并無(wú)需為每次仿真更改校準(zhǔn)新的ROM而進(jìn)行修改。因此，該模型可以捕獲系統(tǒng)響應(yīng)中的高頻特性，并且可以在更短的周轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)引入和探索不同的配置。采用單一工具，一種適用于實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)應(yīng)用程序的建模方法消除了不同工具之間容易出錯(cuò)的模型轉(zhuǎn)換。這種方法還可以非常有效地調(diào)整和優(yōu)化系統(tǒng)，并有可能從典型的車(chē)輛開(kāi)發(fā)計(jì)劃中減少數(shù)周的時(shí)間。

結(jié)論

? ? ? ?近年來(lái)，MBD仿真已經(jīng)進(jìn)化為所有行業(yè)都在應(yīng)用的神話。領(lǐng)先的工程組織正在利用先進(jìn)的技術(shù)，使用多體動(dòng)力學(xué)來(lái)管理錯(cuò)綜復(fù)雜的事物并推動(dòng)協(xié)作，以便在第一時(shí)間將設(shè)計(jì)方案做好。今天，MBD模型可以包含高度精確的信息，并且它們可以被更多的工程師利用，跨越不同的學(xué)科，而不需要成為仿真專(zhuān)家。MBD仿真可以在整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期中提供對(duì)任何系統(tǒng)的有價(jià)值的深入理解，并且可以在構(gòu)建系統(tǒng)的物理原型之前，與硬件一起對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行高度可靠的驗(yàn)證。如果您認(rèn)為這些誤區(qū)中的任何一個(gè)是真的，那么現(xiàn)在是時(shí)候重新評(píng)估如何在設(shè)計(jì)過(guò)程中更有效地利用MBD了。

注：本文譯自Adams市場(chǎng)經(jīng)理Hemanth Kolera-Gokula所寫(xiě)《Debunking the Five Myths of Multibody Dynamics Simulation》