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凭借其统一的接口MSC。visualNastran 4D (vN4D)来自MSC。软件(Santa Ana, CA)，允许工程师完成对涉及多体运动和相互作用的零件/组件系统的分析，使用有限元分析(FEA)方法检查其结构完整性，并使用行业标准Matlab/ Simulink进行控制。

将Matlab/Simulink集成到vN4D中，为希望将Simulink模型耦合到物理世界并提取有意义的结果和反馈的控制工程师提供了一个极好的工具。基于一个名为vNPlant -为vN4D开发的Simulink控制系统与vN4D动态系统之间的数据“握手”

vN4D中的任何仪表都成为vNPlant块中的输入和输出的候选。一个新的功能，' FEA仪表，'是用来监测有限元相关的结果在数字或图形显示。这些结果的效果可以与vNPlant一起使用，以触发系统控制端的事件和过程。

由于接口的Simulink侧驱动仿真，因此动画步骤是保证Matlab与vN4D之间同步的关键。当模拟接触的物体时，使用可变步长是与Simulink保持接触的解决方案。不幸的是，代价可能是增加计算时间。

众多新功能

该版本的改进之一是如何为每个部件或组件、其连接和约束以及其属性设置信息(见图表)。

与早期版本相比，新的“绘制约束”概念通过指定起点并将约束拖到端点来简化此功能。耦合也可以扩展到建模中。例如，一个齿轮模型可以在一个简单的形式来验证运动性能，以及在一个真实的形式与全接触分辨率来测量齿轮负载。接触用两种可能的模型处理:总是接触的零件的光滑表面，或参数化定义的多面表面，以便更好地进行接触检测。

公式窗口代表了这个vN4D版本的关键部分之一。它提供了从模型中分配和提取信息的各种方法，例如位置、速度、数学、逻辑或规定的函数。通过内置函数，可以创建表格结果并在仿真中使用。

使用MSC的一个子集。Nastran (MSC的主要软件包)，vN4D的有限元分析功能可以帮助设计工程师在不成为专家的情况下感受其设计的结构性能。虽然仅限于线性模型，但FEA工具涵盖了结构，稳态热，模态和屈曲类型的分析，并具有新的快速迭代求解器。

一个典型的过程只需要几个步骤，只需点击几下鼠标就可以得到解决方案和结果。有限元分析可以运行一个单一的负载应用程序，或链接到运动与动态加载和计算结果为每一帧。结果是根据需要计算的，但可以为特定的输出定制设置。一张“入门CD”，以及对程序任何部分的在线上下文敏感帮助，提供了对新功能的指导。

由于vN4D与中端CAD市场的所有主要参与者集成，因此vN4D中的数据共享也是无缝的。因此，vN4D支持各种格式的几何传输，同时所有约束，负载和边界条件保持不变。

vN4D面向在设计早期阶段需要分析工具的设计工程师。无需依赖专家或高级软件，它的功能在许多方面都超出了这些限制。对于新用户来说，这个版本关闭了一个完整的分析和模拟包的循环。

本综述基于vN4D 2002和Matlab/Simulink各自的5.3/3或6.1/4.1版本。硬件要求:Microsoft Windows NT、98、2000或ME、P-II、128mb RAM、32mb VRAM和300mb可用磁盘空间。

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作者信息

Paris Altidis是伊利诺伊州芝加哥博格华纳汽车公司的高级工程师。paltidis@ats.bwauto.com

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