“Adams-Marc聯合仿真能力滿足我們在合理時間內獲得合理結果的指導方針，使用此解決方案可以在計算時間上減少90%，采用高級非線性有限元分析和優化變得現實。這種開發流程提供了巨大的好處，對我們的產品性能提升至關重要，我們很自豪能共同合作推進該技術?！?br/>

——萊頓汽車集團總工程師 賈博士

萊頓汽車集團的曲軸減震器扭矩調制器專利，采用弧形彈簧隔離機構，以使附件驅動系統慣性與發動機扭轉振動解耦。萊頓扭矩調制器通過調整彈簧剛度，來控制系統諧振頻率。由于彈簧剛度比傳統的橡膠隔振器更軟，發動機的振動在傳遞到傳動帶附件之前大多被吸收。由于所有附件幾乎沒有激勵，這導致了附件都具有非常小的振幅。

該產品雖然在尺寸上相當小，但包含一個由一系列部件組成的復雜機構，這些部件通過復雜的摩擦接觸而不是固定連接，相互傳遞動力。

萊頓汽車集團總工程師賈博士說：“這種設備在設計上面臨巨大挑戰，我們需要充分了解在動態負載條件下的設計行為，產品必須可定制，為許多不同的汽車發動機提供最佳性能。在過去，這涉及到耗時且昂貴的試錯過程?！?/span>

萊頓是一家全球性公司，為汽車提供高質量的動力傳動系統產品。萊頓是第一家公司開發并批量生產汽車自動張緊器和單皮帶附件驅動器。35年間，萊頓在汽車皮帶傳動系統和零部件設計應用領域確立了全球領先地位。該公司致力于開發創新產品，為其全球客戶群提供針對車輛性能和NVH挑戰的獨特工程解決方案。

技術挑戰

萊頓開發了精確模擬扭矩調制器操作的能力，包括設計行為、部件如何相互運動和反饋，以及使用Marc非線性分析有限元軟件模擬部件在動態載荷下發生什么情況。雖然通過仿真準確模擬了設計的性能，避免了昂貴的試制和耗時的測試。然而，由于對每個組件都要進行非線性有限元分析，因此計算資源需求相當大。執行典型模擬的時間為30小時，這限制了非線性分析在設計過程中的使用程度。

解決方案

“?？怂箍倒I軟件旗下的Marc是的非線性分析領域的知名軟件，Adams在MBD軟件領域同樣也是，提供的解決方案是按照我們的要求來整合這兩種技術?！辟Z博士說。?？怂箍倒こ處煂arc和Adams耦合在一起，使得Adams的運動行為與Marc的非線性行為之間相互耦合，系統和部件級別的仿真在每個時間步上均被考慮。

通過Adams計算得到的變形結果在每一時間步上被Marc所應用，動力學載荷又通過Marc軟件傳遞到Adams上被應用。Marc考慮了幾何、材料和接觸非線性情況，最后模擬得到部件的應力和變形。

中心傳動的Adams模型和兩個彈簧的Marc模型

客戶受益

萊頓的CAE工程師建立了典型的模擬方法，即在Marc中將左右彈簧建模為柔性體，其余的部件建為剛體。在扭矩調制器的殼體和彈簧之間建立了六個接觸點，Adams使用這些接觸點向Marc提供位移數據，Marc使用這些接觸點將力提供給Adams。在這個仿真流程中，使用Adams-Marc聯合仿真分析扭矩調制器僅花費了兩個小時，這是Marc單獨仿真所需時間的1/15。

Marc仿真與Adams-Marc聯合仿真左側彈簧動態載荷的比較

“我們正在尋找一個解決方案，在很短的時間內可以允許我們仿真扭矩調制器的性能，包括材料和幾何的非線性，這樣我們就可以將現有的非線性分析集成到設計過程中?！辟Z博士說，“我們有一個系統級多體動力學仿真與非線性有限元分析相結合的思想。在部件級別，針對變形較大的組件，實現快速解決方案和準確結果?！盡BD軟件以前已經與線性有限元分析軟件集成，但沒有與非線性有限元分析集成，后者可以為具有大變形和材料非線性的部件（例如扭矩調制器中的彈簧）提供準確的結果。

最終聯合仿真和Marc單獨仿真的結果僅相差10%，這是意料之中的事，因為正常的Marc仿真將所有部件作為柔性體，而聯合仿真將大多數部件作為剛體。之前就發現Marc仿真模擬的結果與物理測量結果非常接近。關鍵值的聯合仿真結果是值得信賴的，如作為輸入扭矩函數的內部驅動角與Marc模擬的變化小于10%?！翱紤]到計算時間的大幅減少，這種微小的結果差異是可以接受的,”賈博士說。

“這項技術首次將先進的非線性有限元分析作為設計過程的一個組成部分,這與十年前在計算能力方面的進步意義相似。在設計過程的早期階段，使用Adams-Marc聯合仿真可以評估不同設計的備選方案，這將大大加快設計過程。一旦我們找到了一個看起來很有希望的設計，我們將運行更準確的Marc模擬來驗證其性能?！?/span>

——萊頓汽車集團總工程師 賈博士