重型装备仿真
通过一套全面的先进仿真和测试解决方案,加速开发下一代重型装备。
达索系统助力推动重型装备仿真变革
从工程机械到采矿和农业设备,制造商在性能、耐用性与安全性方面都面临着挑战。达索系统的仿真驱动型方法,使原始设备制造商(OEM)能够在虚拟环境中设计、测试和验证重型装备,从而降低成本、提高效率并加速创新。
重型装备仿真的主要挑战
- 结构完整性和耐用性
- 性能优化
- 操作员和安全仿真
- 真实工况设置
由于工业装备的体积和重量都非常大,其设计与制造过程是一个巨大挑战。这些装备必须能够在高载荷、长工作周期下持续稳定运行。一旦发生故障,不仅代价高昂,还会对操作人员的安全性造成威胁。因此,在制造重型装备之前,确保其可靠性至关重要。
正基于此,制造商必须提高工作效率,降低成本,按时交付高质量、可靠的设备,并管理不断增加的产品变体、设备组合和设计概念。借助仿真,制造商能够在大幅减少所需原型数量的同时,快速分析设备在整个生命周期中的结构完整性和疲劳情况,并在具有挑战性的现实环境中(如施工现场或矿山)进行性能建模。
重型装备是一种复杂的系统,通常需要满足多种相互冲突的性能需求。它涉及各个子系统之间的复杂相互作用,包括液压、动力系统、控制和结构组件。设计的复杂性还包括需要在标准化与频繁定制化之间取得平衡,以满足特定客户或现场的需求。同时,机械设备在很难通过虚拟环境完全复制的极端、不可预测的环境中运行,这进一步加剧了复杂性。
要想同时优化燃油效率(通常与重量和动力系统相关)、空气动力学(用于减少阻力)和原始动力(用于移动重载荷或土方),这绝非易事。改善某一种属性(如空气动力学)可能会导致结构变化,进而增加重量、提高功率需求并降低燃油效率。
- 人体工程学:人体工程学在预防操作人员长期健康问题方面发挥着至关重要的作用。长时间操作重型机械可导致肌肉骨骼疾病,如背痛、肌腱炎和腕管综合征。
- 可视度:重型机械的物理结构(如发动机舱、悬臂、配重和支柱)会直接给操作人员的座舱造成视野受限的区域或视觉盲区,尤其是机器附近的地面情况。因此,制造商必须设计和开发能够在极端天气和环境条件下保持清晰视野的系统。
- 人机交互(HMI):由于重型装备的仪表和显示器对注意力的需求更高,这无意中重型装备可能会增加操作人员的认知负荷。挑战在于以直观的方式呈现这种复杂性,既能减少错误,又支持戴手套操作,且无需冗长的培训。
重型装备必须承受计划外的高强度负荷,并在各种恶劣环境中持续运行。这一挑战因行业“高度定制化、小批量生产”的商业模式而进一步加剧,导致难以依赖通用的物理测试数据。
为了满足在紧迫期限内创建独特配置的需求,必须采用以虚拟验证为核心的数字优先方法。这些工况的精确仿真离不开多种先进技术,例如用于机器运动的多体动力学(MBD)和用于结构完整性的有限元分析(FEA)。如果无法准确集成这些物理特性,这可能会导致设计缺陷,从而影响安全性、耐用性和运行性能。
借助 3DEXPERIENCE® 平台进行重型装备仿真的主要优势
将设计时间缩短高达 20%
将部署时间缩短高达 30%
将生产中的错误与返工减少高达 90%
探索重型移动设备行业的其他关键主题
重型移动机械和设备
探索为重型移动机械市场量身定制的可靠、高效和先进的重型移动设备解决方案。
重型移动设备安全性
采用重型移动设备产品开发的新标准,强调操作人员安全性和设备可靠性。
借助达索系统的仿真与验证工具,我们可以在生产前优化设计并检查制造可行性,从而提升质量、减少返工。跨部门共享可靠的仿真数据,还能够增强协作并加速产品开发。




