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LMS Virtual.Lab Motion - 选项

LMS Virtual.Lab Motion 产品选项

CAD 接口

所有CAD接口可导入零件及装配数据
STEP接口
IGES接口
ProE接口
CATIA V4接口
UG及一般的Parasolids（SolidWorks，SolidEdge）Autodesk Inventor接口*

*表示只导入零件数据

VL Motion Options 02 CATIA V5 kinematics transfer.jpg

作为一种将CATIA V5运动机构集成进LMS Virtual Lab Motion的简单高效方法，通过CATIA运动关系转换功能，用户只需一键即可实现零件、铰链和运动学约束的传递。模型转换结束后，可以在LMS Virtual.Lab Motion中添加产生动态力的元件，例如轮胎力、弹簧力、衬套力等。在LMS Virtual.Lab Motion中，用户可以很方便的进行更多可能的分析，例如动力学分析、逆动力学分析、预载荷和静力学分析等，实现在CATIA V5运动学分析基础上的提高。

VL Motion Options 03 flexible bodies.jpg

柔性体

通过柔性体模型可以考虑了运动中构件的变形和模态激振，提高了多体模型的精度。该方法将多体仿真技术和有限元分析结果（Craig-Bampton模态）或模态实验测量得到的模态结合起来。软件提供多种通用有限元求解器的有限元分析界面，如Nastran，Ansys，Abaqus，Permas和I-deas等，用户可以直接将有限元求解器求解得到的模态结果导入。包括应力等最终结果可以通过动画进行显示。

VL Motion Options 04 flexible bodies advanced.jpg

柔性体高级功能

LMS Virtual.Lab Motion柔性体模块的可选项，能够提供更为复杂的柔性结构建模功能，包括各种结构前后处理结构分析功能，并能调用Nastran和Ansys有限元求解器进行求解。如果组合LMS Virtual.Lab Component Structure Analysis选项或CATIA V5 GPS，能完成以下高级功能：自动生成带有Craig-Bampton模态的柔性体；自动将类似横向稳定杆的大型复杂柔性体网格子结构化；模拟柔性体之间的接触力。（也就是柔性接触）

VL Motion Options 05 component structural analysis.jpg

组件结构分析

Component Structural Analysis is the finite element mesher and solver embedded in the LMS Virtual.Lab framework. The solver supports frequency and/or static linear elastic finite-element (FE) parts analysis to provide modal data for motion, durability, noise, vibration and handling modeling. It includes a rich set of boundary conditions, automatic meshing, and a fast FE solution to produce deformation, stress and strain data.

对于类似汽车稳定杆等长的可变形零件，新开发出一种多梁表示方法，可以考虑大的结构非线性变形，同时相比经典柔性体还提高了求解速度。

VL Motion Options 06 motion design space exploration.jpg

多体设计空间探索

LMS Virtual.Lab设计空间探索功能采用实验设计方法（DOE）在设计空间中定义一组最优实验解，使用户以最小的成本获得最精确的结果和尽可能多的信息。实验设计通常与响应面建模（RSM）结合。响应面建模通过实验设计中获得的离散数据点构造一个连续面。通过这种方法用户可以更深入的了解设计变量对某一特定结果数值的影响。

VL Motion Options 07 multi-processing batch solver.jpg

多进程批处理求解器（四节点累积）

LMS Virtual.Lab Motion多进程批处理求解器可以使用户远程管理不同的LMS Virtual.Lab Motion求解工况。可以在不同的机器上运行多个分析过程，或使多个分析任务在一台机器上按顺序进行处理。这种方式可以将CPU能力和license的使用最大化。此外，用户可以监控所有已提交的批处理任务过程。

VL Motion Options 08 motion parallel solving.jpg

Motion并行求解

通过使用不同的并行处理器，LMS Virtual.Lab Motion并行求解功能能大大提高求解效率、节省运算时间。此功能将各种求解任务分配到不同处理器上，从而减少了计算时间。这特别适用于处理以模块形式构建的大型仿真模型，例如履带车辆或链和传送带等。

缆绳建模

这个模块用于滑轮间的缆绳动力学模拟。用户可以用多体模型手动建立缆绳各段模型，包括各段之间的非线性刚度和阻尼，并定义每个段或每个缆绳之间的接触单元。这个特殊的缆绳单元将替代这种离散的方法，采用多体和力单元，只用一个方程定义滑轮间的相互作用力。这个数学函数是一个微分方程，描述滑轮切向间的力和动态张力特性，但是为了简化而忽略横向振动。

齿轮

齿轮建模界面能将系统定义过程自动化。仿真对象包括螺旋齿轮和直齿轮，以及汽车、地面车辆或通用机械中的内啮合和外啮合齿轮组。可预测齿轮系统动力学行为，并通过对齿轮啮合的可变接触刚度进行仿真来获得组件上载荷。工程师可以根据这些信息来理解齿轮间隙和接触传动比在整个机械系统中的分配，这在寻找如齿轮敲击或齿轮低鸣等噪声的根源时用处很大。

齿轮系统可以组合进更大的系统模型中，进行系统级响应分析和进行精确载荷预测。

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标准发动机

LMS Virtual.Lab Motion标准发动机模块将各种工具及特征进行组合，在一个用户友好界面（Powertrain Dynamic Simulator界面）内建立细节化的发动机仿真模型。此专业工具简单易操作，用户可以在功能丰富的通用环境中建立和编辑模型。其中包括所有必要模块：包括曲柄连杆机构、配气机构、螺旋弹簧、凸轮曲线生成器、凸轮接触、流速计、燃烧、液压间隙调节器等等。

VL Motion Options 12 piston lubrication.jpg

活塞润滑

用户使用活塞润滑模块可分析活塞在液膜中同轴和不同轴装配下的性能。可预测活塞和气缸壁之间的作用力，并施加到各移动构件上。油膜方程可用来预测及作用在活塞和气缸上的非线性压力分布和力的作用。压力分布则由间隙函数及间隙对时间的导数和滑油粘度之间的关系确定。应用该精细的建模方法，可提高发动机仿真和系统级载荷预测的精度。

VL Motion Options 13 hydrodynamic bearing.jpg

液动轴承

用户使用液动轴承模块可分析同轴和不同轴装配下的液动流体膜径向轴承的性能。常见应用包括发动机曲柄上的径向轴承，例如主轴颈、曲柄销或活塞销轴颈等。此模块可以预测轴承内高度非线性的油膜压力分布，确定作用力和力矩以将结构振动和周围结构耦合起来。提供两种算法：阻抗分析算法和基于有限元的算法。

VL Motion Options 14 elastohydrodynamic bearing.jpg

弹性-液动轴承

同液动轴承一样，用户可使用弹性-液动轴承模块对同轴和不同轴装配下的液动流体膜径向轴承的性能进行分析。常见应用包括发动机曲柄上的径向轴承，例如主轴颈、曲柄销或活塞销轴颈等。

弹性-液动轴承模块可求解轴承内高度非线性分布的油膜压力，并计算得到力和力矩将结构振动和周围结构进行耦合。

VL Motion Options 15 chain & belt applications.jpg

链和带应用

LMS Virtual.Lab Motion链和带应用模块用于快速建立详细的链带仿真模型。PDS（Powertrain Dynamic Simulator）界面可用于建立离散的皮带轮或链轮模型，以便通过LMS Virtual.Lab Motion进行进一步的分析。同步带模块可建立单级或多级带驱动系统仿真模型，附件驱动模块可建立离散皮带轮系统模型，包括Goodyear Poly-V® 汽车配件带等。链模块可建立使用滚子链连接或倒齿形链连接的离散链和链轮仿真模型。由PDS建立的链和带模型可以与配气阀、曲柄及其他动力总成子系统模型结合。

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履带车辆建模

LMS Virtual.Lab Motion履带车辆模块提供便捷的界面来简化复杂多零件的履带系统的建模。履带材料可以是橡胶、人造橡胶带或离散的金属连接片。通过在用户界面输入简明信息来定义履带几何、质量属性、刚度和阻尼。可通过适宜的刚度、阻尼和初始条件创建多个构件。同时自动创建所有需要的接触力特征。对于需要研究复杂动态履带系统与地面和车辆交互作用的客户, 会得益于此模块极为强大的功能和用途。

VL Motion Options 17 suspension modeling.jpg

悬架建模

LMS Virtual.Lab Motion悬架模块为车辆悬架建模提供专门易用的界面。该界面可指导用户整个悬架建模和分析过程，功能覆盖范围从硬点位置导入以及组件和连接关系的定义到应用于虚拟测试台架的专用后处理功能。用户能用预定义好的悬架模板作为初始模型进行建模，来大幅提高效率。

VL Motion Options 18 vehicle modeling.jpg

车辆建模

LMS Virtual.Lab Motion车辆建模模块向底盘和悬架分析师提供专门易用的界面进行车辆建模，可进行操纵和转向、乘用舒适型，路面噪音和耐久性分析等。该模块允许用户进行模块化汽车装配，所用子系统包括悬架系统、转向系统、制动系统、动力和传动系统等。用户可以很容易的进行各种标准汽车工况的设置及后处理。各种专用的转向、制动、动力传动系统模块是互相兼容的。包括国际标准化组织确定的机动工况在内的预定义车辆机动工况库可以由任意用户定义的工况进行扩充。两种方式进行驱动，一种是运动学驱动（开环），另一种是采用LMS Virtual.Lab Motion内置的路径跟踪控制算法进行控制（闭环）。

LMS Virtual.Lab中的IPG-DRIVER

通过LMS Virtual.Lab中的IPG-DRIVER可考虑多体车辆仿真中人的因素，在极其真实的环境下通过闭环工况仿真对车辆动态性能进行测试。IPG-DRIVER无缝集成在LMS Virtual.Lab Motion中，它是工业标准驾驶员模型，代表了德国卡尔斯鲁厄的IPG Automotive公司超过15年的研发成果。用户可以选择所需路径和速度及驱动方式，由IPG-DRIVER计算油门、刹车、离合器踏板位置、变速箱位置及方向盘输入。

路面建模界面

利用路面建模界面可以很方便的对复杂三维路面或不平表面进行建模。它可以通过三种不同文件来源建立路面几何：样条曲线、样条平面和CDTire ROAD 2000格式。最后一种格式支持来自任意可能实验场的数字化路面信息。通过将求解器需要的解析路面与几何可视图关联起来，可精简整个流程。

标准轮胎

使用标准轮胎模块可模拟转动车轮和地面间的轮胎力。可计算得到三个力（侧向力、纵向力和垂向力）及三个相应力矩并施加到车轮构件上。同一个模型中可以定义多个轮胎力，在轮胎力模型中还可以考虑非线性刚度和阻尼、分布式接触力及高级牵引作用。用户也可以对轮胎力源代码进行编辑，添加特殊的力的作用。标准轮胎力与国际标准STI（标准轮胎界面）是兼容的。

TNO MF-Tire

使用TNO MF-Tire可以进行精确的整车操稳性、舒适性和耐久性分析，对象包括乘用车、摩托车、卡车和飞行器起落装置等。TNO MF-Tire是世界标准的Pacejka Magic Formula 轮胎模型在Delft-Tyre6.0上的实现，已得到广泛验证。该模块基于实验室及道路测量的半经验方法，能够快速可靠的对轮胎路面接触力和力矩进行仿真，对稳态和瞬态下轮胎的性能进行预测。

TNO MF-Swift

TNO MF-Swift轮胎模型是TNO MF-Tire在高频上的扩充。利用TNO MF-Swift，能够对整车操稳性、舒适性和耐久性仿真进行精确仿真分析，对象包括乘用车、摩托车、卡车及飞行器起落装置等。与MF-Tire轮胎与路面接触力和力矩仿真相比，TNO MF-Swift增加了一般三维障碍物包络及轮胎带动力学性能分析。TNO MF-Swift经过无数次测量验证，是一个应用频率高于100HZ的卓越的3D轮胎仿真模型。

CDTire

LMS CDTire是进行汽车和卡车仿真的理想工具，允许工程师在进行整车操稳性、舒适性和耐久性分析时，考虑轮胎带动力学性能。LMS CDTire计算汽车在三维路面行驶时的作用在每个车轮上的轴力和力矩。LMS CDTire用于耐久性和舒适性研究中，可精确捕捉所支持的频率范围内的振动。带振动可计算到80Hz以上。与经验轮胎模型不同，LMS CDTire是一种实际物理轮胎模型。轮胎带模型通过分布的质量-弹簧-阻尼模型来模拟，在轮胎接地面变形中同时考虑轮胎与路面之间的摩擦力。用户可以通过改变轮胎充气压进行快速假设分析研究。LMS CDTire包括三种轮胎模型，根据路面形状和所需精度进行选用。