SimPack各模块接口功能介绍及数据交换方法

SIMPACK 接口模块

SIMPACK采用Parasolid内核与各种CAD软件、FEA软件和CACE软件系统之间均有良好的专用接口。
CAD专用接口                        
CAD系统所生成的模型文件，可以非常容易地传递到SIMPACK中来，SIMPACK针对当今流行的主要三维CAD软件开发有专门的接口模块，用户 可以方便地把在CAD软件中建立的CAD模型转成动力学模型，并完整、高效地传递到SIMPACK中进行仿真分析。

这其中包括：
ProSIM―Pro/E软件接口模块
¨ 直接在Pro/ENGINEER建模环境下建立机械系统的运动学、动力学模型；
¨ 仿真分析就如在SIMPACK中一样方便；
¨ 动画显示和数据输出、分析均在Pro/ENGINEER环境内；
¨ 系统质量、惯量自动计算；
¨ 完备的数据输出能力：如坐标系、几何形状、曲面、零件及完整运动学、动力学模型等。
IdeSIM――与I-DEAS软件接口
¨ 直接在I-DEAS建模环境下建立机械系统的运动学、动力学模型；
¨ 系统质量、惯量自动计算；

¨ 完备的数据输出能力：如坐标系、几何形状、曲面、零件及完整运动学、动力学模型等。
¨ 自动生成多体系统的运动学结构关系；

CatSIM――与CATIA软件接口
¨ CATIA运动学模型可以完整地输出为SIMPACK的动力学模型；
¨ 系统质量、惯量自动计算；
¨ 几何形状、几何数据均可传递到SIMPACK中来，进行碰撞设置。
FEA专用接口
由于拥有强大功能的有限元接口模块FEMBS， SIMPACK软件被公认为是柔性多体动力学软件领域中的领导者。FEMBS可以与绝大多数通用有限软件包括NASTRAN、MARC、ANSYS、 ABQUS、I-DEAS、 PERMAS等均可进行双向数据传递。通过FEMBS模块，可以生成任意形状零部件的弹性体模型均；此外，由于SIMPACK独特的求解技术，因此在柔性多体动力学模型的求解上，不仅速度快，且稳定性和可靠性均很高。这即使是对于汽车、铁道等复杂交通工具动力学模型求解仍十分得心手。　　　　　　      
主要特点：
¨ 运用成熟的模态缩减技术，获取准确的模态振型；  
¨ 与更多的FEA软件接口，包括NASTRAN、MARC、ANSYS、ABQUS、I-DEAS、 PERMAS等；
¨ 即使是巨大的FEA模型，生成的接口文件仍非常紧凑，方便操作使用；
¨ 对有限元软件单元类型几乎没有限制。

疲劳分析专用接口
为了用户更好地了解系统的疲劳寿命及可靠性，SIMPACK还为主要的疲劳分析软件提供了良好的接口关系，可以输出RPCIII的数据格式，如与ECS Steyr公司的FEMFAT，nCode公司的FE-Fatigue接口。

装配软件接口
为了更好的体现虚拟样机的功能，SIMPACK可以和具有数字化装配功能的软件进行接口，将SIMPACK软件的运动学计算结构输入到数字化装配软件 中，进行机构运动干涉检查，以此实现下一代的协同虚拟样机(CFP--Collaborative Functional Prototyping)解决方案。例如，SIMPACK的运动学结果可以输入到Centric Software Inc.公司的Centric Studio软件中，进行动态干涉检查，这一全新的概念已经由Siemens Transportation System（TS）提出，并率先实现。

CACE专用接口
通过接口，可以实现任何机电系统的建模仿真工作。SIMPACK与Matlab的接口关系是非常灵活而

富有特色的。它给用户提供了五种接口方式，极大地满足了用户的各种需求：－线性模型输出，

SIMPACK的复杂动力学模型可以方便地在任意位形下进行线性化，线性化后的数学模型可以方便地输出

并提交给MATLAB使用；

函数调用
SIMPACK建立的复杂动力学模型可以以原代码的形式输出，提交给MATLAB使用；
协同仿真分析，SIMPACK与MATLAB软件均启动，实现数据的同步传递，从而使得SIMPACK所建立的机械系统模型与MATLAB所建立的控制模型有机结合，准确预测得到整机系统的动力学行为。

SIMAT

用户所建立的SIMPACK模型可以输出给MATLAB软件，在MATLAB软件中进行仿真分析，脱离开SIMPACK环境，这样可以方便地在MATLAB中优化系统的控制模型。同时由于脱离了SIMPACK环境，大大节约系统资源，易于实现实时仿真分析。

MATSIM

用户建立的MATLAB控制模型可以输入到SIMPACK中来，从而脱离MATLAB环境，用户在SIMPACK环境下便可以实现机械系统和控制系统的整体仿真和优化，最大限度地优化整机系统的性能。

液压软件

为了考虑机械系统中的液压系统和机械系统的相互作用，SIMACK软件利用和AMESIM、DSHplus液压专用分析软件的接口，实现机械-液压-控制一体化系统的仿真。

SIMPACK行业应用
航空业

* 起飞/着陆/飞行等过程运动分析
* 起落架系统的力学分析与设计

* 直升机动力学行为分析与设计
* 螺旋桨动力学仿真    
* 装载系统可靠性设计
* 飞行员弹射救生过程运动仿真
* 机舱门锁机构运动分析
* 系留稳定性分析等

航天业
火箭/导弹系统
* 总体设计
* 地面发射系统动力学仿真分析
* 载荷、结构动特性、力学环境设计
* 包带分离及其它解锁机构设计
* 火箭整流罩分离可靠性分析
* 弹道设计仿真

卫星/飞船系统
* 卫星/飞船动力学及其控制仿真设计  
* 太阳帆板/天线展开过程地面仿真      
* 太阳帆板/天线展开机构分析与设计
* 卫星姿态分析与控制
* 空间站/飞船系统的捕捉与对接
* 零或微重力环境模拟

娱乐及体育设备

* 娱乐机械/机电设备动力学设计
* 健身器械设计
* 摩托车开发

造船业
* 船载储运系统的设计
* 起锚定位过程仿真
* 船/艇上机械设备运动仿真
* 水下发射装置动力学分析
* 模拟海风、海浪和水流的作用
* 船用动力设备、传动系统设计

机械电子业
*电动工具受力分析

*办公自动化设备运动分析  

*家用电器运动设计

*照相机快门设计
*继电器起弧及动作过程分析
*仿生学研究

通用机械    
*工业机床和设备
*机器人
*卷扬机和起重机
*包装机械/纺织机械/造纸机械/传输机械 *洗衣机和干洗设备
*风力发电机
*石油机械及装备
*压缩机

工程机械
*履带式和轮式车辆稳定性、操纵性能研究
*液压系统、牵引设备性能预测
*混凝土泵车性能分析
*建筑机械
*预测推土机、挖掘机、林业机械等动态性能
*零部件和发动机载荷预测与尺寸确定

*驾驶员/操作人员视野研究                      
*预测挖掘所需要的功率
*蛮石冲击效应
*工作效率研究
*耐久性分析

兵器行业
*武器发射系统动力学仿真

*武器装填系统设计
*武器附属机构动态仿真
*空降/空投仿真
  *履带及轮式车辆性能预测
*控制和半实物仿真

汽车行业
整车动力学分析
*常规、极限驾驶操纵仿真
*轮胎-地面相互作用      
*牵引、制动设计
*寿命预测
*空气动力学
*台架实验仿真

悬架系统
*悬架性能预测和优化
*车轮运动包络面设计
*装配性能

传动系

  *换挡平顺性和变速箱设计
*离合器、飞轮身机杆系及传动轴支撑设计
*轴承载荷和寿命预测
*变速器、分动器、差速器冲击仿真
附属设备
*车门、行李箱和发动里罩锁和杆系设计
*车窗升降机构、天窗设计
*刮雨器机构设计
*可移动座椅设计
*安全系统设计（气囊展开过程仿真）
*安全带锁紧装置等
振动、冲击和噪声
*噪声预测、减噪和消除
*舒适性分析
*发动机悬置系统设计和优化
*橡胶衬套优化
*控制系统设计（ABS，4WS，4WD,TRW)等
发动机及其辅助系统
*正时链振动噪声分析

*配气机构设计
*带传动设计
铁道行业

*轮/轨系统动力学
*机车、车辆、动车组及列车动力学分析
*磁悬浮列车分析
*悬挂系统设计与优化
*磨耗、磨损预测
*线路载荷预测
*脱轨分析
*零部件寿命预测
*事故再现
*转辙动力学分析
*弓/网关系研究
*粘滑振动分析
*牵引制动系统分析
*模拟滚动台等

 

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