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斷裂失效是大多數(shù)機械產(chǎn)品的失效形式。據(jù)統(tǒng)計，80%以上的工程機械產(chǎn)品失效都是與靜力或疲勞失效相關(guān)的斷裂失效，因此，定性和定量地把握產(chǎn)品的安全性能是企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)的重點。測試與仿真雖然是目前產(chǎn)品研發(fā)中的兩種主要手段，但由于這兩種主要方法的特點和局限性，使得它們各行其道，無法相互促進。

一、基于物理樣機的測試技術(shù)

通過基于物理樣機的測試技術(shù)，測試結(jié)果相對準確，但該方法需要花費大量的時間和成本來進行測試前的準備工作，并且測試精度受到多種因素的影響，如測試位置、應變片方向和溫度等。針對一款產(chǎn)品的測試驗證，往往需要打造多個物理樣機，進行多輪測試。因此，測試成本高和測試周期長是影響產(chǎn)品研發(fā)成本和效率的客觀因素。

“測點的選擇和布置對能否正確了解結(jié)構(gòu)的受力情況和實現(xiàn)正確的測量影響很大，因此需要將有限數(shù)量的應變片以最佳的方向粘貼在最合適的位置，以達到真實反映結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)的目的?！泵绹鳺olf Star公司CEO，美國哈雷前總工程師Timothy G.Hunter表示。

二、基于虛擬樣機的仿真技術(shù)

在完成產(chǎn)品設(shè)計后，基于虛擬樣機進行仿真驗證，當發(fā)現(xiàn)問題后，能夠快速更改設(shè)計，同時對更改后的設(shè)計重新進行驗證，幾乎可實現(xiàn)設(shè)計與虛擬驗證的同步。但是仿真模型的合理性和分析結(jié)果的精度是仿真分析成敗的關(guān)鍵。如果對仿真結(jié)果沒有進行合理的對標，那么仿真的結(jié)果可能會誤導產(chǎn)品研發(fā)。

因此，對測試而言，需要通過優(yōu)化測試方案，進一步提高測試精度，減少測試次數(shù)，降低測試成本。對仿真而言，需要建立經(jīng)過對標的正確仿真模型，以進一步提高仿真精度，更好地預測產(chǎn)品性能。

安世亞太和博覽達基于20多年的仿真經(jīng)驗，合作開發(fā)了集成于WorkBench的仿真模型對標物理樣機測試的橋梁——SafeDesign。

SafeDesign充分遵循虛擬樣機仿真和物理樣機測試的固有特點，充分連接仿真和測試，使兩者高度融合，從而使兩者相互修正，相互指導。SafeDesign/HotSpot首先基于有限元仿真的仿真結(jié)果，給出產(chǎn)品最危險的若干個熱區(qū)信息，據(jù)此快速制定工程的測試方案，以確定合理的測試位置及其貼片方向。根據(jù)HotSpot給出的測試位置和方向，通過物理樣機測試得到熱區(qū)的應變結(jié)果，并將仿真的應變結(jié)果與測試結(jié)果進行對標，從而對仿真模型進行驗證，并進一步優(yōu)化，保證后續(xù)仿真結(jié)果的精度。

三、SafeDesign 的特點

能夠快速定位產(chǎn)品在相應載荷作用下的關(guān)鍵位置，并能幫助確定測試方案，包括應變片位置和應變片方向等。

發(fā)揮仿真快速和測試準確的優(yōu)勢，Hotspot使得測試更有針對性，結(jié)果更精確，仿真結(jié)果對標測試結(jié)果后也更有指導價值。

能夠基于精確的有限元結(jié)果和變化的載荷，進行疲勞壽命評估，進一步提升產(chǎn)品的可靠性。

完全集成WorkBench界面，操作風格及界面與之一致，易學易用。

四、SafeDesign 三大關(guān)鍵技術(shù)

1、復雜結(jié)構(gòu)熱區(qū)定位技術(shù)

SafeDesign可以根據(jù)設(shè)置的候選區(qū)域及熱區(qū)數(shù)量，快速確定熱區(qū)位置，并規(guī)劃應變片位置。

2、先進的自由表面貼片技術(shù)

SafeDesign可以在復雜曲面上快速進行貼片并轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)仿真結(jié)果與單軸測試數(shù)據(jù)的一致化。

3、最損傷載荷方向的專利搜索技術(shù)

SafeDesign可以判斷最大損傷位置及相應載荷方向，確定應變片位置和方向。

五、SafeDesign 的價值

快速形成高質(zhì)量的測試方案，獲得高精度的測試結(jié)果。

通過與測試的對標，保證仿真模型的合理性，實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計，使仿真驅(qū)動產(chǎn)品研發(fā)成為可能。

基于驗證的仿真模型所做的仿真分析，可以有效減少復雜的物理樣機測試次數(shù)，提升產(chǎn)品研發(fā)效率，降低研發(fā)成本。

使仿真數(shù)據(jù)和試驗數(shù)據(jù)高度融合，獲得更完整的性能響應空間，獲得試驗無法獲得的數(shù)據(jù)。

基于驗證的仿真模型，可建立企業(yè)的仿真規(guī)范，形成企業(yè)的核心資產(chǎn)。

仿真軟件生態(tài)的構(gòu)建思路已經(jīng)在仿真軟件開發(fā)的探討中開始清晰，“開放共贏，攜手并進”將會是未來仿真軟件發(fā)展的必經(jīng)之路。安世亞太作為仿真軟件領(lǐng)域的先驅(qū)者，長期以來致力于構(gòu)建健康、高效的軟件生態(tài)，保障用戶體驗，提升開發(fā)效率，為制造業(yè)的蓬勃發(fā)展增磚添瓦。