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性能优化技术服务

    利用数字化仿真设计手段对装备制造业产品工作机理和工作性能进行深入研究,建立产品工作机理模型和工作性能模型,为提高产品工作性能和改进设计现在产品和研制开发新型高效节能的新产品奠定基础。
 
技术服务中心简介
    
工程分析、仿真与虚拟技术服务中心简介
    本服务中心以上海市网络化制造与企业信息化重点实验室及上海交通大学机械与动力工程学院CIM所为依托,利用其人才优势与软硬件资源,对装备制造业中的计算机辅助工程分析、性能与过程仿真等应用服务技术展开研究的同时,按照相应的服务体系,构建工程分析、仿真与虚拟技术服务平台,为广大企业用户提供其所需的技术服务,促进产品的创新研发。
技术服务中心人员组成,以教授,讲师及研究生为主体,辅助以专职工程技术人员,依据其各自的主要科研方向,针对技术服务中心的主要服务内容,构建相应的技术服务团队。凭借其在工程分析、仿真与虚拟技术领域所具有的技术优势,及长期与企业合作所积累的相关经验,本中心的技术服务团队有能力为广大企业提供优质、高效的技术服务。
    技术服务中心目前所具备的用于提供相应技术服务的软硬件资源如下:

序号

设备名称

设备型号

主要用途说明

1

PC-VR虚拟现实系统

 

基于PC的虚拟现实系统,虚拟仿真应用开发

2

Powerwall虚拟现实系统

 

基于 SGI的大型虚拟现实系统,虚拟仿真应用开发

3

基于Infitec技术的虚拟现实系统

 

基于PC的虚拟现实系统

4

VORTEX软件

Vortex2.3

动力学仿真开发库

5

VRFLier软件

VRFlier2.0

虚拟现实应用开发平台

6

圆锥破碎机优化与仿真系统

CCOS1.0

圆锥破碎机新产品开发

7

虚拟装配过程仿真及工位评价系统

VAWES1.0

工位虚拟装配过程仿真及评价系统

 
    工程分析、仿真与虚拟技术服务中心主要开展的服务内容有:
1)计算机仿真分析技术服务:本服务旨在利用计算机辅助工程分析这一装备制造业产品优化设计的重要手段,对装备制造业产品进行运动学性能分析、动力学性能分析、零部件刚度强度等结构分析及其它工程分析,并以制造业装备关键部件的结构校核、结构刚度与强度的验证、制造过程中材料损耗的降低为目的,开展CAE建模与仿真分析、CAE软件培训等服务。
2)装备产品优化设计技术服务:本服务项目旨在利用计算机辅助优化手段,基于对装备制造业产品工作机理和工作性能的深入研究,建立产品工作机理模型和工作性能模型,从而进行大型装备复杂结构零件的参数尺寸、拓扑结构进行优化计算,并获得大型装备的整机工作性能优化设计方案,乃至加工工艺的优化方案,由此为现有产品的改进设计及新型产品的研制开发提供支持。
3)虚拟现实服务:本服务项目旨在通过集成计算机仿真与虚拟现实技术,为企业提供制造业装备虚拟样机技术应用服务,并结合全生命周期内产品的概念设计、详细设计、可装配性评估、人机工效分析、科学数据沉浸可视化、可维护性、产品使用培训和展示等环节,进行虚拟现实开发平台支持下应用服务。
4)生产系统的仿真规划与优化技术服务:本服务项目旨在向企业提供生产系统的物流仿真建模;生产车间设备布局规划的多方案仿真与评价;装配线平衡的算法优化;装配工位布局与装配操作仿真等技术服务。
服务内容
    

  利用数字化仿真设计手段对装备制造业产品工作机理和工作性能进行深入研究,建立产品工作机理模型和工作性能模型,为提高产品工作性能和改进设计现在产品和研制开发新型高效节能的新产品奠定基础。服务中心拥有国内外先进的软硬件环境,可对各种装备制造业产品进行工作机理研究和工作性能研究,建立相应的仿真优化设计模型,从而改善产品工作性能,提高产品生产厂家和用户经济效益。

1)结构优化设计
  结构优化设计中的主要内容包括拓朴优化设计、形貌优化设计、形状优化设计和尺寸优化设计。
 
(a)拓朴优化前                              (b)拓朴优化后
 
(a)形貌优化前                              (b)形貌优化后
 
(a)尺寸优化前                              (b)尺寸优化后

图8  产品结构优化

  拓朴优化设计是在给定的设计空间内寻求最佳的材料分布,可采用壳单位或者实体单元来定义设计空间,采用均质化法和密度法进行。形貌优化是一种形状最优化的方法,它可以用来设计薄壁结构的强化压痕,减轻结构的重量,同时满足强度、频率等要求。形状优化是求解一般的形状优化问题,如边界移动等,通过结构外形的调整来改善结构特性,如降低应力,提高频率等。尺寸优化是通过调节、例如改变壳厚度、梁的横截面参数、弹性和质量属性等,从而改善结构的工作特性,如降低设计质量,减小应力、提高频率等。

2)其它工程分析
  利用服务中心的软硬件平台可对产品各零部件进行振动分析、疲劳分析等计算机辅助工程分析,从而极大地改善产品零部件件工作性能,提高用户经济效益。

服务列表
· 计算机仿真技术服务
· 性能优化技术服务
· 虚拟现实技术服务
· 生产系统仿真规划与优化服...
· 检测技术服务
· 船型设计与航速预报服务
· 制造业高性能计算服务
· 快速产品开发服务
· 快速工艺设计服务
· 图文数据信息服务
· 制造资源检索服务
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