TF-DCAMS 机械系统动力学仿真软件

一款系统级多体动力学仿真软件:搭载特色的快速高精度柔性体建模;
与控制系统集成的一体化分析

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TF-Solid [DCAMS] 简介

TF-Solid [DCAMS]是TF-SOLID平台上的一款通用多体动力学仿真分析软件,能够对虚拟机械系统进行静力学分析、运动学分析、动力学分析和系统振动分析,可输出位移、速度、加速度和反作用力曲线,正在完善刚柔耦合分析功能,和内置的经典控制功能,以实现控制与动力学联合仿真。
TF-Solid [DCAMS]具备基于多物理场仿真分析平台、特有的多体系统建模技术、动态子结构法柔体建模技术、实验建模与子系统标定技术等功能亮点。
TF-Solid [DCAMS]提供统一的可视化操作环境与界面,用户可以完成软件各项功能设置与切换,对几何模型、约束、接触、载荷、网格及计算结果进行流畅的可视化,并在Windows、Linux等系统间进行跨平台操作。具备双窗口建模功能,可以在副窗口对大型装配体中的单一部件进行单独编辑,在主窗口对多部件进行组装,使得模型装配简单高效。
相比国外竞品,TF-Solid [DCAMS]的界面更加贴近国内用户使用习惯,提升用户操作体验。
可广泛应用于汽车交通、航空航天、电子电器、装备制造、船舶海工等领域,预测机械系统的动态性能、运动范围、碰撞检查、峰值载荷及运转周期等,帮助用户获得最优设计方案,提高产品性能,从而减少昂贵、耗时的物理样机试验,提高产品设计水平、缩短产品开发周期和产品开发成本。

功能亮点

  • 基于多物理场仿真分析平台

  • 特有多体系统建模技术

  • 动态子结构法柔体建模

  • 实验建模与子系统标定技术

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基于多物理场仿真分析平台

  • 多种多场耦合方式

    平台支持多部件组合,不同物理模型组合。支持单向耦合、显式隐式分离式双向耦合和直接耦合求解。

  • 热插拔软件架构

    平台采用自有的具有热插拔特征的“三通一平”的软件架构,实现了开发局部化,运行轻量化,开发、测试、更新可做到用户“无感”。

  • 高性能数学库

    平台具备自有的基于指令集的数学工具库。

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特有多体系统建模技术

  • 混合建模方法

    采用基于子系统的全局/递归、等效质点系法(专利技术)的混合建模方法。

  • 计算效率与复杂度的平衡

    基于子系统构建整体系统的方式进行建模,子系统内部采用关节坐标描述,减少自由度提高计算效率;子系统组装到整体系统时,可采用笛卡尔坐标描述,便于灵活地实现子系统的拆装,并提供专利技术“等效质点系法”来进行整体系统的建模,显著降低整体系统搭建的复杂度,同时,针对特殊控制具有较大的优势。

  • 便于并行

    此外,基于子系统的建模方式,可以更加方便地构建多体方程的并行计算框架,提高计算效率。

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动态子结构法柔体建模

  • 高效降阶

    基于动态子结构法的柔性体建模专利技术,实现了在保证精度的前提下,将原有限元模型的自由度减少2-3个量级,计算效率提升至少1个量级。相比传统的基于模态的柔性体降阶技术,降阶效率更高,相同自由度下,仿真精度更高;相同精度下,降阶后的自由度更少。

  • 物理含义直观明确

    该方法实现了将结构的惯性效应和变形效应分离之后再各自减缩,因此,降阶模型仍然具有直观明确的物理含义。

  • 与边界解耦

    模型降阶过程不需要依赖边界条件。

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实验建模与子系统标定技术

  • 特有的试验建模与子系统标定技术

    使用惯性效应和变形效应解耦技术实现了结构部件动力模型的实验建模
    实现多数据源(传统、实验、解析、经验、大数据等)模型融合的仿真建模
    在保证精度的前提下,实现复杂结构系统级(部件集合系统)动态仿真
    子系统等效建模专利技术

典型应用

  • 装备制造

  • 电子电器

  • 船舶海工

  • 人形机器人

产线一体化

在开源CAD软件FreeCAD基础上,开发多体动力学仿真插件,模拟数控机床与工业机器人联合生产线的虚拟装配和生产过程。
通过机器人与数控机床的联动操作,实现了数控机床与机器人生产线的虚拟装配和生产协同仿真,为机电选型设计和产线空间布局设计提供思路,显著提升客户机器人数控生产线调配效率。

精密制造与加工

建立双刀裁切机多体系统物理模型,通过TF-Solid [DCAMS]模拟裁切机的运动轨迹和动作顺序,模拟裁切精密结构件的工作全过程,包括板材进料、刀具对位,原料裁切、成品转移、收料等多个环节的协同操作,评估裁切过程的准确性和稳定性。

精密制造与加工

复杂齿轮系统

建立船舶系统泵体多级齿轮机构动力学模型,利用齿轮副/接触等约束建立直齿轮、锥齿轮等之间的啮合传动关系,通过输入不同恒定/渐变齿轮转速或扭矩等参数模拟加载工况,仿真分析多级齿轮系统输出主轴的转速或扭矩。

复杂齿轮系统

人形机器人

模拟人形机器人手持水杯行走的过程,包括:人形机器人在每个时刻的步态,人形机器人双足与地面的接触摩擦,以及整个行走中水在杯中的晃动、飞洒的全过程。
基于TF-Solid [DCAMS]联合流体仿真软件,实现了多体系统与CFD的多物理场耦合仿真分析。

人形机器人

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