專業模組

SIMPACK與數個領導企業及國家級研究單位共同發展了12個專業模組,SIEMENS、MAN、MERCEDES、DLR等業界龍頭公司和研發單位合作,針對行業或產品進行開發,部分更結合該領域上專用分析求解軟體(第三方軟體),以擴充分析的多元與可能性。

12個專業模組羅列如下:

基本模組
  • Contact

    考慮零件間接觸力。

  • User

    自訂建模元件,透過SIMPACK User Routine,將自訂元件增添置SIMPACK Pre。

  • Control

    建立主動控制器以模擬完全的機電系統。

  • NVH

    可進行線性化、解決複雜模型於頻域的解析問題。亦能於時域進行非線性分析。最常見之應用為汽車等多體結構的振動分析。

  • Dynamic Bushing

    建立橡膠與液壓襯套。

  • Order Analysis

    可對傳動等轉子裝置進行階次分析。

汽車模組
  • Automotive

    建立多樣的車輛模型。

  • TASS MF-Tyre/MF-SWIFT

    可建立剛性胎環的輪胎模型,模擬在三維路面接觸、振動及滑動等現象。

  • TM Easy Tyre

    提供輪胎模型在低頻工況的應用。

  • Interface to FTire/core, FTire/core

    可建立柔性胎環的輪胎模型,進行車輛舒適度評估、短波不平路面的路載預測。

  • Interface to CDTire, CDTire

    可進行輪胎的舒適度與耐久性與操縱分析。

  • Virtual Suspension

    基於查表法簡化現有複雜懸吊模型。

生物工程模組
  • Biomotion Force Elements

    實現生物力學人體模型附加的力元素,用於分析乘坐舒適性、操控性、職業安全性或其他人機交互作用。

  • Biomotion Car Driver

    分析駕駛與轉向系統間的交互行為,是SIMPACK在MBS模擬中的獨特解決方案。

  • Biomotion Motorcycle Rider

    用於高度詳細的騎手模型的運動控制器。可考量實際的騎士與車把間互動,研究導致騎乘模型不穩定的共振效應。

  • Biomotion HAS-Powertool Controller

    為一運動控器置,與手持式電動工具配合使用,以使振動暴露最小化或操縱舒適度最佳化,也可用於電動工具性能最佳化。

CAD介面
  • CATISM V5

    藉該介面,CATIA與Pro/E可將物體的mass property data、graphics與surface data匯入SIMPACK。

軸承模組
  • Journal Bearing

    一般頸軸承使用,透過Force Element模擬頸軸承軸心與外殼上多點隨時間改變的受力狀況。可應用於凸輪軸、曲軸軸承、平衡軸與搖臂軸承等模型。

  • Elasto-Hydrodynamic Bearing

    透過Force Element,以雷諾方程精準有效地模擬彈性動水壓力軸承。其軸承可為剛體或彈性體,並考慮軸承的油孔、溝槽等設計參數。

  • BEARINX

    讓使用者能準確計算滾珠軸承大量的軸承力與力矩。其非線性勁度與其伴隨效應、軸承間隙等參數可描述於BEARINX Map檔案中(.bxm),並於SIMPACK中定義主旋轉軸軸向、旋轉阻尼與內外環間傾角(tilting)等參數。

  • SIMPACK Rolling Bearing

    透過force element,能高效模擬球狀、圓柱狀、針狀或錐狀等類型滾珠軸承,依不同幾何特性計算傳遞軸力與力矩。

傳動系統模組
  • Gear Pair

    專為模擬齒輪接觸分析的Force Element,可分析微觀幾何形狀對嚙合頻率的影響,透過該元件建立詳細的齒輪箱模型,包括多齒輪接觸、間隙與側面接觸的有無等描述,以研究其非線性行為如齒隙、敲擊、嘯叫等非線性行為。

  • Belt

    基於皮帶縱向與橫向動態行為的敘述,透過Force Element對裝置進行模擬,並可考慮滑動現象,可建立多樣的皮帶張緊裝置。

  • Shaft Coupling

    透過force element輸入靜度與阻尼等參數計算sleeve與pinion間的接觸力,使使用者基於齒輪的漸開輪廓模擬聯軸器的接觸行為。該元件經常用於分析力矩傳動的角誤差。

引擎模組
  • Hydraulic Lash Adjuster (HLA)

    基於幾何和油種性質,提供液壓汽門間隙調結器(HLA)在汽門或張力器詳盡的油流描述,包含活栓與閥球等質量效應。

  • Gas Force

    以control模擬gas force在燃燒、壓縮過程中的作用行為。針對特定的燃燒順序計算因燃燒產生的作用氣體力,及各曲軸銷crank pin軸角crank ankle因扭曲引起的任何偏差。

  • Dynamic Spring, Multi Mass Model

    提供建立1D多質點動態螺旋彈簧的建模元件。其功能包含彈簧因線圈的振盪與線圈間接觸等動態與非線性的行為描述。

  • Dynamic Spring, Flexible Model + Segment Multi Mass Model

    提供user建立3D多質量動態螺旋彈簧的建模元件。涵蓋彈簧線圈的擴張、扭曲變形與橫向運動。

  • Chain

    用於模擬鏈條系統。涵蓋多種鏈條類型,可考量鏈條本身的柔性及鏈條與鏈條間、鏈條與齒輪間彈性及摩擦等接觸性質。

風電模組
  • Rotorblade Generator

    可於SIMPACK建立僅考慮flapwise與edgewise bending的簡單程度,至可考慮扭力彎曲的複雜程度的柔性發電機葉片。

  • Interface to AeroDyn (NREL)

    透過該介面,將空氣動力耦合至SIMPACK的水平式風力發電機模型。AeroDyn包含葉片元件的動量理論、動態失速理論及optional動態內流理論。該介面藉Force Element將空氣動力軟體AeroDyn的風力耦合至SIMPACK模型上。

  • Interface to HydroDyn (NREL)

    透過該介面可將wave load施加於固定端或floating offshore結構。HydroDyn軟體包含線性水動力 (靜水壓力、波、流、靜載重、幅射與繞射) 與Morison方程式。

  • Interface to AeroModule (ECN)

    透過該介面使用AeroModule施加空氣動力於SIMPACK的水平式風力發電機模型。AeroModule軟體涵蓋葉片元件動量理論、動態內流理論及非線性。

  • Wind Turbine Control Interface

    透過該控制介面將GH Bladed standard wind turbine control DLL (Dynamic-Link-Library) 整合至SIMPACK水平式風力發電機模型。DLL一般用於控制pitch angle與發電機力矩。

柔性體模組
  • SIMBEAM

    可建立曲軸、桁架、片板形、層狀等3D柔性結構。其參數化建模特性可對模型快速做變更,或針對特定參數進行測試研究。

  • FlexModal

    藉由FEA經模態縮減後匯入SIMPACK後作為柔性體進行後續分析。典型應用於軌道、齒輪外箱、風電機葉片等裝置。

  • FlexContact

    可計算FlexBody,SIMBEAM等柔性體接觸,接觸位置隨物體變形改變。

  • Loads Static

    在後處理中輸出角速度、力、力矩等資料,可作為後續有限元素分析之邊界條件。

  • Loads Stress & Strain

    在後處理中,恢復模態應力與應變,以進一步進行靜、動態激勵。

  • Loads Durability

    為Loads Stress&Strain的附加功能,可於FEMFAT max、FE-SAFE疲勞軟體中輸出應力結果。

軌道模組
  • Rail

    可進行任何以軌道引導模型的模擬與分析,最為廣泛應用的項目為高速、城市區間的火車、纜車、火運列車及特殊交通工具如雲霄飛車,懸吊列車等。

  • Flexible Track

    柔性軌道段可置入軌道模型中,以模擬橋梁、岔道、平交道等路段的動態作動。

  • Rail Wear

    預測輪軌磨耗,在分析完結後,輪軌的材料移除量可經由接觸區塊、接觸位置、接觸力與蠕變(Creepage)等結果估得。

  • Kalker Contact

    為一Prof. J.J. Kalker and E. Vollebregt發行的進階輪軌接觸分析軟體CONTACT,可求得非橢圓的黏著性、滑動區塊、壓力、摩擦力等接觸結果。

CO-SIMULATION
  • SIMAT

    使SIMPACK與Simulink非線性模型同時模擬。可用於所有行業,可將控制策略定義於Simulink再與SIMPACK物理模型結合。兩共同模擬軟體以TCP/IP協定或S-function export交換結果資料。

  • MatSIM

    用於MATLAB Simulink Coder®輸出MATLAB models給SIMPACK使用之介面,該介面最普遍於整合模擬於Simulink®的控制器。

  • MATLAB Result Export

    讓將SIMPACK結果以原生 MATLAB格式輸出,即.mat檔案。

  • Functional Mock-up Interface (FMI)

    SIMPACK FMU支援符合FMI標準的模型,並匯入SIMPACK中使用。SIMPACK FMU匯入可應用於Model Change或透過Co-Simulation方式與user-defined的等距採樣點溝通。

  • IPC Co-Simulation

    IPC Co-Simulation為一介面,透過基於TCP / IP協定的socket,讓SIMPACK耦合其他模擬軟體或硬體。

REALTIME
  • Realtime

    能與SIMPACK模型實踐Hardware-in-the-Loop (HiL) 與Man-in-the-Loop (MiL)。常見應用包含駕駛模擬、操控模擬、舒適度模擬或引擎與胎環介面模擬。SIMPACK透過u-Inputs 與 y-Outputs達成所有元件間的溝通,其目標'dSPACE'、'General UDP'與'Matlab/Simulink SIMAT S-Function (TCP)'支援信息交換與匯出SubVars的變更。

    SIMPACK Realtime支援基於Intel x86的多核、高基頻處理器。

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