打造个性化仿真平台：MSC Apex二次开发实践

背  景  

近年来，航空航天、汽车和造船行业的OEM厂家面临着竞争日趋激烈的市场，尤其是在产品开发方面，缩短产品研发周期，以期能够不断提高自身在市场上的竞争优势。CAE分析是产品开发过程中非常重要的一环，而前处理工作占据整个CAE分析过程80%以上的时间，已成为影响项目产品开展进度的关键问题。在CAE前处理过程中包含很多类似的操作、参数设置以及相同的分析流程设置，将这些操作与设置通过二次开发集成为前处理软件中的一个模块，打造属于自己的个性化仿真分析平台，不仅能减少工程师的大量重复操作，大幅提升前处理效率，还能避免很多错误。

解 决 方 案  

MSC Apex 采用 Python3 编写的脚本，支持为特定目标定制工作流程。Python3 是当前更流行、最便于用户使用的编程语言。用户可以定义自动化功能，其中包括但不限于创建模型、执行分析及结果研究。这样可以节约重复工作所占用的大量时间并规避潜在的人为错误。自动化可将用户的生产率提升到更高的水平。

MSC Apex二次开发流程如下：

图1 Apex二次开发流程

将已开发好的工作脚本按照一定的格式放置在对应版本Apex的Custom Tools工作目录下。然后通过Application Setting-Custom Tools 选中并激活。同时Apex自带了丰富的Custom tools可以作为参考。

图2 Custom Tool 配置界面

下面我们通过某卫星参数化建模为例来演示如何在MSC Apex中打造自己的个性化仿真分析平台。

卫星结构如图3所示，主要由上层平台，下层平台、剪切面板、喷嘴以及中心圆柱承力桶组成，同时每个剪切面板配有集中质量。

图3 卫星结构图

按照MSC Apex二次开发流程，搭建了卫星参数化建模仿真分析平台，界面如图4所示。

图4 卫星参数化建模与仿真分析平台GUI界面

客户可根据实际情况，在GUI界面中进行模型尺寸，材料的选择，网格控制，配重质量以及模态阶数等参数的定义，客户可根据实际情况，在GUI界面中进行模型尺寸，材料的选择，网格控制，配重质量以及模态阶数等参数定义后，点击应用按钮执行宏命令可自动完成卫星的参数化建模、工况参数设置、执行求解计算与后处理工作。卫星前6阶模态分析结果如图5所示。详细过程请观看下方视频。

图5 卫星前6阶模态变形云图

结  果  

卫星建模仿真分析平台大大缩短了卫星模态分析前处理所需要的人工时间，前处理效率提升了90%以上，对公司来说大大节约了时间，人力成本，减少了工作中人为的遗漏和错误。

在MSC Apex中将不同方案的卫星几何模型导出供结构设计人员使用，可以节省基础方案建模时间，提高设计人员的设计效率。

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