当结构遇上自主仿真:让装备承载边界,在数字空间先行验证
结构仿真的真正难题,从来不只是算出一张应力云图。
而是在几何大变形、材料非线性、多体接触与强非连续破坏面前,仍然能够稳定算下去、完整算出来、工程可复核。传统有限元方法以网格作为离散基础,在几何大变形与材料非线性工况下,单元质量急剧退化、迭代难以收敛,适用边界由此显现;冲击、侵彻、爆炸与裂纹扩展等强非连续破坏问题,超出传统连续介质力学的常规适用范畴;流固、声固、光机热等多物理场耦合,仍依赖多套软件间反复数据转换,模型重构成本高,设计缺陷往往迟至样机试验阶段方才暴露。
面向结构设计、强度评估与工程验证,索辰科技推出索辰结构仿真软件。软件构建通用非线性有限元、再生核粒子法(RKPM)与近场动力学(PD)三大核心求解器互补的技术体系,贯通从强度校核到完全破坏的结构力学分析全流程,为商业航天、能源电力、轨道交通、船舶海洋与高端装备制造等领域提供自主可控的通用结构仿真支撑。
索辰结构仿真软件
三大求解器互补,突破单一方法适用边界
传统结构分析常受限于单一有限元框架:网格畸变导致大变形求解困难,连续介质假设难以覆盖冲击、侵彻、爆炸与裂纹自由扩展,多物理场耦合又受制于工具链割裂。索辰结构仿真软件以三类求解器协同互补,覆盖从弹性校核到极限承载、从连续变形到完全破坏的完整分析需求。
通用非线性有限元求解器覆盖静力学与常规动力学分析,隐式与显式双轨并行,可处理材料弹塑性、几何大变形、接触非线性及屈曲失稳等复杂力学问题。再生核粒子法(RKPM)求解器以无网格粒子离散替代传统网格,突破网格畸变限制,稳定求解几何超大变形和材料剧烈畸变问题。近场动力学(PD)求解器基于非局部相互作用理论,不受空间导数连续性限制,可稳定处理冲击、侵彻、爆炸及裂纹自由扩展等强非连续破坏问题。三者构成互补,让结构仿真不再止步于线弹性校核,而是能够进入极限承载、破坏演化与工程验证的更深层次。软件已通过轮毂模态、曲轴台架、柴油机机体及叶轮转子等工程基准算例的对标验证,关键分析结果的工程精度可复核。
全流程分析能力,覆盖结构研制关键环节
静力学分析方面,软件提供线性静力分析,支持多工况载荷组合;非线性分析涵盖材料弹塑性/超弹性、几何大变形以及接触边界三类非线性源求解;屈曲分析提供特征值屈曲与非线性后屈曲两种方式,分别用于获取失稳临界载荷和追踪后屈曲变形路径。
动力学分析方面,模态分析求解结构固有频率与振型;谐响应分析计算周期激励下的稳态频域响应;随机振动分析给出宽带随机激励下的位移与应力统计特征;瞬态动力学求解任意时变载荷作用下的位移、速度与应力时程,并支持隐式与显式两种时域积分策略。
疲劳与断裂分析方面,软件支持高周疲劳与低周疲劳寿命评估、多轴疲劳准则下的累积损伤分析,以及断裂力学参数计算与裂纹扩展预测。高周疲劳分析求解弹性应力循环下的疲劳寿命,低周疲劳分析求解塑性应变循环下的有限疲劳寿命,断裂力学分析可计算裂纹尖端应力强度因子与J积分,模拟疲劳裂纹扩展速率与路径。
热-结构耦合与多物理场耦合方面,软件支持稳态与瞬态热传导分析,求解温度场作用下的热应力、热变形与热疲劳;依托索辰统一耦合框架,支持与流体模块的流固耦合、与声学模块的声-固耦合及流-固-声耦合、与光学模块的光机热耦合分析,各物理场基于统一数据格式交互,减少多软件来回转换与模型重构。
为什么选择索辰结构仿真软件?
- 多求解器互补通用非线性有限元、再生核粒子法与近场动力学三类求解器协同互补,覆盖从线弹性校核到超大变形与断裂破坏的完整结构力学分析需求,突破传统单一有限元方法的适用边界。- 强非线性稳健收敛在材料弹塑性、几何大变形与多体接触等非线性源耦合工况下保持求解稳定收敛,可追踪完整的载荷—位移响应路径。
- 多物理场原生协同与索辰流体、声学、电磁等模块基于统一数据格式对接,无需模型重构,支撑流固耦合、声-固耦合及热-力耦合等多类分析。
- 虚拟验证驱动设计迭代在设计阶段即可量化评估强度薄弱环节、刚度匹配性与失稳风险,避免问题在样机试验阶段暴露带来的周期延误与成本增加。
- 对标验证可靠轮毂模态、曲轴台架、柴油机机体及叶轮转子等算例与商用软件及试验数据对标一致,关键分析结果的工程精度可复核。
- 多平台部署支持兼顾单机、HPC集群与仿真云等多种部署形态,支持x86与ARM架构CPU,适配Windows、Linux及麒麟OS等操作系统。
来自各行各业的最佳实践
地面交通面向车身、底盘与关键零部件结构强度分析,支持轨道交通车辆结构动力学与疲劳评估,助力新能源汽车轻量化与可靠性设计。
工程机械面向挖掘机、起重机等装备结构强度评估,支持液压系统与传动部件动力学分析,助力重载装备安全性与寿命设计。船舶海洋面向船体、螺旋桨与海洋装备结构强度评估,支持潜水器、平台结构疲劳与腐蚀分析,为船舶与海洋工程安全设计提供仿真支撑。
从商业航天结构强度与振动,到能源电力叶轮转子,再到轨道交通车辆疲劳与船舶海洋装备评估——同一平台服务商业航天、能源电力、轨道交通、船舶海洋与高端装备制造。
以算驭形,承载万钧
结构设计的强度与失稳风险,不应等到样机试验才被看见。索辰结构仿真软件以多求解器协同、跨物理场一体化,让复杂结构在数字空间中可算、可验、可迭代,让设计阶段即可量化评估承载能力与破坏边界。
未来,索辰科技将持续深耕结构仿真与物理AI技术,迭代完善索辰结构仿真软件求解能力、耦合体系与工程验证链路,以自主可控国产仿真技术,助力高端装备实现更高效、更可靠、更低成本的数字化研制。
索辰结构仿真软件:以算驭形,承载万钧。
关于索辰
索辰科技(688507.SH)以“探索物理人工智能,成就虚实平行世界”为企业愿景,面向世界科技前沿,推出涵盖物理AI开发及应用平台的全场景解决方案,赋能工业装备设计与制造,助力客户实现跨越式发展。
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