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铁路机车工程分析和虚拟仿真应用方案
2011年1月21日    评论:    分享:

    来源:安世亚太科技(北京)有限公司

    铁路机车行业的工程分析和仿真应用已涵盖了结构分析、传热分析、电磁场分析、结构动力学分析、流体动力学分析、流-固耦合分析和多体系统动力学分析等CAE应用的主要领域。面对述诸多CAE应用课题的挑战,全面掌握和运用CAE技术,已成为铁路机车的设计和建(制)造企业提升创新和自主研发能力、推动技术进步、发展核心竞争力的重要手段之一。

    铁路的基本建设包括铁路轨上运输装备的制造和铁路轨道线路、线路附属场、站、段及通信、信号、控制和供电等设施的建设;机车和车辆的设计研制包括车体结构及零部件疲劳分析,整车振动、动力学分析,电机结构-电磁分析,车内内通风及冷却分析等等。在现代化铁路运输装备和线路的设计和制(建)造过程中,存在众多CAE模拟和仿真应用。

铁路机车工程分析和虚拟仿真应用方案

    安世亚太系统全面的铁路建设领域CAE解决方案能够满足铁路线路和运输装备的设计和建(制)造企业的需要。

    铁路运输装备设计和制造中的典型应用:

    ● 铁路机车和客货车辆的车体和关键零部件的结构分析

    ● 铁路机车柴油机的传热分析和热-结构耦合分析

    ● 铁路牵引电机等电气设备的电磁分析和结构分析

    ● 磁悬浮列车磁浮系统和直线牵引系统的电磁分析

    ● 铁路机车和车辆的碰撞动力学分析

    ● 铁路机车和客运车辆中司乘人员和乘客的安全和舒适性的动力学分析

    ● 铁路电力机车受电弓网系统的动力学分析

    ● 铁路机车、车辆、列车运行的动力学仿真分析

    ● 铁路机车、车辆、列车与轨道的系统动力学仿真分析

    ● 铁路机车柴油机供油系统、冷却系统的流体动力学分析

    ● 铁路机车和客运列车通风系统和空调系统的流体力学分析

    ● 高速铁路列车的空气动力特性分析

铁路机车工程分析和虚拟仿真应用方案

    铁路线路的土木工程设计和建造中的典型应用:

    ● 铁路桥梁的结构分析和施工过程仿真

    ● 铁路隧道、涵洞和其他地下建筑物的结构分析和施工过程仿真

    ● 铁路场、站、段等地面建筑物的结构分析和施工过程仿真

    ● 铁路轨道、路基和边坡的结构分析

    ● 铁路车站、广场、隧道和桥梁紧急状况下人员疏散的人流仿真分析

     应用软件:

     通用显式非线性有限元程序:LS-DYNA

    LS-DYNA是功能齐全的几何非线性(大位移、大转动和大应变)、材料非线性(160多种材料模型)和接触非线性(50多种接触类型)程序,是世界上最著名的通用显式非线性有限元程序分析软件。

    新一代刚体动力学分析模块:Rigid Dynamics

    Rigid Dynamics是ANSYS Structural(或更高级的Mechanical或Multiphysics)产品的一个附加模块,它集成于Workbench环境下,在Structural所具有的柔性体动力学(瞬态动力学)分析功能的基础上,基于全新的模型处理方法和求解算法,专用于模拟由运动副和弹簧连接起来的刚性组件的动力学响应。

    非线性及动力学分析:Mechanical

    ANSYS Mechanical是ANSYS产品家族中的结构及热分析模块,除提供常规结构分析功能外,强劲稳健的非线性、独具特色的梁单元、高效可靠的并行求解、充满现代气息的前后处理是她的四大特色。
 
    高级疲劳耐久性分析和信号处理软件:FE-Safe

    ANSYS FE-SAFE是真正实现CAE分析、疲劳试验与疲劳设计于一体的高级结构疲劳耐久性分析和信号分析处理专用软件,界面友好,易学易用。

    多体动力学仿真软件:RecurDYN

    RecurDyn是多体动力学分析软件中新技术的最佳代表。采用相对坐标系运动方程理论和完全递归求解技术,非常适合于求解大规模的多体动力学问题。

    专业的流体力学分析软件:FLUENT

    在过去的二十多年间,FLUENT已成为了全球领先的商用流体分析软件,它采用流体动力学(CFD)的数值模拟技术,为全球范围内的各个行业的工程师提供流体问题的解决方案,是当今全球应用范围广泛,功能强大的商业CFD软件。

    三维边界元法流体力学分析软件:LINFLOW

    LINFLOW作为一款三维边界元流体动力学计算软件,能处理线性定常及非定常无粘流问题包括流体和结构相互作用(航空声学和气弹),完全集成于ANSYS用户界面系统。ANSYS结构动力学用于流体结构相互作用问题。由于LINFLOW建立在边界元基础之上,求解速度势方程(是N-S方程的线性近似),只需要对结构的表面划分边界元网格,计算速度较其他CFD程序有明显优势。

    高级流体动力学分析软件:CFX

    ANSYS CFX是一款拥有世界最先进算法的成熟商业流体计算软件。功能强大的前处理器,求解器和后处理模块使ANSYS CFX能满足几乎所有工业流体的计算分析需要。

    飞行器外流快速分析:CART3D

    CART3D是一款用于飞行器外流场快速分析的专业软件。它集几何,网格和流体分析与一体,主要用于概念设计阶段进行预研,方案筛选和生成气动数据库。

    板成形及模具设计仿真软件:DYNAFORM

    eta/DYNAFORM是由美国ETA公司开发的用于板成形模拟的专用软件包,具有良好的易用性,包括大量的智能化自动工具,可方便地求解各类板成形及模具设计问题。

    汽车虚拟实验场:VPG

    VPG是专门针对整车分析而开发的CAE仿真环境,可以进行整车的防撞性、安全性、NVH和耐久性分析设置。VPG提供的模型库、工具库及固化专家经验的自动技术,可将整车仿真过程中使用人员的工作量降到最低。

    土木工程行业专用软件包:CivilFEM

    ANSYS CivilFEM是基于ANSYS的土木工程专用软件包,用于对土木工程领域的各种结构进行数值模拟、设计与校核。

    人群疏散行为模拟模块:STEPS

    STEPS(Simulation of Transient Evacuation and Pedestrian movementS)是一款专业的模拟人在正常和紧急情况下疏散的程序。该程序模拟直观准确,其结果达到了NFPA130标准。

    全参数化实体建模:DesignModeler

    DesignModeler是一款中型的CAD软件,同时也是CAD到CAE的桥梁。简称DM。

    涡轮机械叶片设计软件:BladeModeler

    ANSYS BladeModeler是一款专业的涡轮叶片设计软件。简单实用,模块丰富,自动化程度高和叶片几何生成迅速是它的四大优点。

    专业级CAE前后处理环境:AI Environment

    ANSYS AI Environment是一款世界顶级的CAE分析前后处理器,为所有世界流行的CAE分析软件提供高效可靠的分析模型

    专业级CFD前后处理工具:ICEM CFD

    ANSYS ICEM CFD是一款世界顶级的CFD分析前处理器,为所有世界流行的CFD软件提供高效可靠的几何分析模型和网格。

    参数化网格模型变形工具:MeshMorpher

    MeshMorpher是直接基于已有有限元模型,建立局部或者全局网格变形区域的拓扑参数,然后通过参数赋值变化控制网格模型的随移变形,实现基于纯网格模型的设计变形。

    企业级材料信息管理系统:GRANTA MI

    GRANTA MI(Material Intelligence)是一流的企业级工程材料信息管理系统,帮助企业在整个工程过程中控制、分析和使用关键的材料数据。GRANTA MI是行业精英共同合作的结晶,可使企业极大地提高质量、节省时间和降低风险。

    流固耦合分析技术:FSI

    FSI流固耦合分析是ANSYS独具特色的高级分析技术,它在ANSYS Mechanical和CFX两个模块的基础上,通过专用的流固耦合算法实现结构分析和流体分析的单向耦合计算和双向耦合计算

    多目标优化模块:DesignXplorer

    DesignXplorer对CAE计算结果进行参数化处理,绘制设计空间,快速得到多项指标皆趋向于最好的设计方案。

    企业软件应用平台:EASA

    企业软件应用平台和门户系统EASA (Enterprise Accessible Software Applications)可对各类软件(CAD/CAE/CAM/in-house软件)进行集成和封装而无需进行代码编写。通过面向工程的简易界面驱动底层复杂软件(CFD/FEA/电磁分析等),使复杂软件的使用门槛极大降低,从而普及到整个企业。同时,EASA可有效实现企业专业技能、知识和经验的积累、继承和管理。

    设计人员分析工具:DesignSpace

    DesignSpace是为工程意识强烈而CAE背景相对薄弱的工程设计人员度身定制的分析工具。不以分析功能的深入与强大取胜,而是突出CAE软件的亲和性和易用性。

    多物理场仿真模块:Multiphysics

    Multiphysics是ANSYS的多物理场耦合仿真模块。它集结构、热、电、磁、流体及其耦合分析功能于一体,在统一的软件界面、前后处理、数据库格式等基础上完成各物理场及其耦合分析。

    高性能并行计算:HPC

    安世亚太现有CAE HPC产品主要有Multiphysics 、CFX 、AUTODYN 、LS-DYNA 、FEKO

标签:铁路机车安世亚太
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