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WoundSIM软件工具简化了复合材料压力容器的设计和仿真

通过集成FEA软件转换器、先进的参数优化、仿真和载荷情况测试和后处理能力,实现了快速高效的油箱设计过程。

COPV坦克模型。

COPV坦克模型。图片来源:S Vertical, QustomApps

WoundSIM是一款针对复合材料包覆压力容器(copv)设计、仿真和优化的新型软件工具。虽然它主要用于汽车和航空航天工业,但它已获得美国海军、各种研究中心、教育部门的使用,并作为一种快速高效的储氢罐设计过程。它是由Dassault Systèmes (Vélizy-Villacoublay,法国)开发、支持和维护的,Simulia开发合作伙伴QustomApps (Ponder, Texas,美国)和S Vertical (Châtenay-Malabry,法国)。首个测试版于2019年发布,2022年还将加入其他功能。

在WoundSIM中,通过图形界面可以在定义复合层表的同时实时查看复合层。层厚度的累积是自动计算的,以及不同的风角。在整个COPV中,涂抹材料的性能也会被计算和分配,而集成的有限元分析(FEA)软件转换器可以帮助用户生成一个可运行的FEA模型,以评估COPV的热和机械响应。

WoundSIM的特点包括:

  • 增强油层厚度,更好地与生产油罐的几何形状相关联;
  • 全面的设计参数,使层形状的快速变化;
  • 全面、独立的用户界面;
  • GUI短时间响应(<1秒/30层);
  • 智能铺层渲染,便于层选择和识别;
  • 快速、全自动的罐体有限元模型生成和后处理;
  • 完全兼容达索Systèmes ' Simulia Abaqus Unified FEA;
  • Abaqus WCM模型的自动转换
  • 兼容Simulia Isight进行高级参数优化;
  • 公共XML API,以确保与其他缠绕软件或客户的内部工具和配方的兼容性;
  • 集成油箱参数优化能力,减轻油箱重量;
  • 和集成模型VS测试校准。

在WoundSIM界面中定义和可视化层位后,用户可以生成储层几何形状和相应的有限元模型,以便进行所有需要的模拟。生成的模型包括储层几何形状和增强的储层网格生成;改变材料特性;与其他油藏部件的自动化装配;荷载和边界条件定义;以及生成2D、3D、外壳和实体模型的可能性。Abaqus/CAE模型还可以由用户编辑和丰富。

伤口sim图形用户界面(GUI)。

伤口sim图形用户界面(GUI)。

设计储罐所需的所有载荷情况都可以在生成的有限元模型上运行,包括静态/动态爆破压力、传热分析、耦合温度位移、动态跌落试验和冲击以及循环和疲劳评估。失效应力和失效应变参数也可以包含在有限元分析中,以现实地预测复合材料层的失效。

此外,WoundSIM-to-Abaqus界面提供了大量无缝的后处理功能,例如用于快速坦克响应评估的专用路径绘图和轮廓绘图工具。WoundSIM包括一个编译好的用户子程序库,可以访问所有复合材料特定的输出后处理量,如缠绕角、纤维基体应力和应变以及损伤参数。

最后,WoundSIM提供了先进的工程能力和集成算法,为复合油藏设计人员和模拟工程师提供多种能力。其中包括参数化设计、实验设计、批量计算、油藏几何变化性研究、与其他缠绕软件的关联、与生产油藏的模型关联以及油藏图像处理。

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