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midas NFX 2026 新版本升级内容

3月前浏览1046
  • CAD 接口更新:适配最新版本,提升模型导入兼容性

更新了与主流CAD 软件的接口,支持Parasolid、SolidWorks、CATIA、Creo、NX等几乎所有主流CAD 的最新版本(如SolidWorks 2026、Creo 12.0、NX2506),若部分最新版本暂未支持,可转换为Parasolid 格式导入,解决了模型跨软件转换的信息丢失、导入失败问题,提升前处理建模的效率。

  • 新增转子动力学分析功能:

专为发动机、涡轮、电机等高速旋转设备设计,可精准预测旋转过程中的振动、失稳问题,

核心能力包括:

1. 基于转速的振动特性预测:复特征值分析

所有结构均存在固有频率(Natural Frequency),而旋转结构的固有频率会随转速升高发生变化,这是其独特的力学特性。

参考转速(Reference Rotating Speed)输入:在分析模型中输入实际工作转速,以准确表征旋转状态下的物理力学行为。

复特征值分析(Complex Eigenvalue Analysis):该分析方法可综合考虑旋转结构的阻尼(Damping)效应与陀螺效应,完成稳定性求解。

通过上述分析,能够定量评估系统在特定转速下的稳定裕度,或判断其是否会因失稳而产生剧烈振动。

2. 直观化稳定性评估:坎贝尔图(Campbell Diagram)功能

提供坎贝尔图输出功能,可将旋转结构的转速与固有频率之间的关系以图形方式可视化呈现。用户能够直观追踪转速变化过程中固有频率的演变趋势,快速识别临界转速,从而在设计阶段提前预防由共振导致的疲劳失效风险。

3. 高效建模:固定参考坐标系(Fixed Reference Frame)的应用

本次更新采用了固定参考坐标系方法,提升了分析效率。由于分析是从外部观察旋转体的视角进行的,因此将应用以下建模原则:

旋转区域(Rotor):定义为旋转体的单元,为保证物理兼容性,在建模时必须保持完全轴对称(Axisymmetric)形态。

非旋转区域(Stator):支撑旋转体的轴承、轮毂等固定部件,可不受形态限制自由建模,以此体现整个系统的刚度。

4. 精确物理现象体现:考虑陀螺效应与循环行波

定义为旋转区域的单元,除了单纯的质量与刚度外,还会通过以下项将旋转时发生的特殊物理现象反映到计算中:

陀螺效应项:精确计算旋转体因保持轴向的刚性而产生的惯性效应。

循环行波项:考虑因系统内部间隙、磨损等导致能量循环而可能产生的不稳定分量

5. 转子定义方法

在结构动力学分析菜单的共用条件中,通过“转子定义” 功能来设置相关条件,分析将以复合模态分析的形式执行。

6. 结果分析

  • 斜率因子(Slope Factor) 功能:解决非线性接触收敛难题

为解决非线性分析中接触开启/ 闭合瞬间的数值不稳定性问题,已对控制接触刚度的功能进行了强化。该功能尤其适用于大变形组装体模型(部件间定位无变化),可有效解决初始接触探测的相关问题,并显著降低分析资源消耗。

1. 技术背景与必要性

传统的非线性接触模型,其物理特性遵循“在接触发生的瞬间,将刚度从0 开始渐变”的原则。但在数值分析视角下,若初始刚度为0,往往会导致:

求解器无法清晰识别接触的发生/ 解除

接触力计算时出现数值不稳定性,进而导致求解失败

为解决此问题,用户以往需额外构建“预加载阶段”,通过在该阶段人为引入微小变形或预加载,来建立初始接触状态。但这会大幅增加整体分析时间与不必要的工作量。

2. 初始接触刚度控制

全新优化的Slope Factor 参数,会在接触开启/ 闭合瞬间赋予最小接触刚度,从而保障初始接触的稳定性:

避免求解器在初始阶段发散

即使在接触表面存在微小间隙(Gap)或重叠(Overlap)的不稳定初始状态下,也能实现稳健收敛,避免发生剧烈波动

3. 用户设置方法

  功能路径:接触参数设置>>高级接触参数选项

设置参数:接触瞬间的斜率因子

有效范围与默认值:合适范围为0 ~ 1.0,默认值为0.05,可覆盖绝大多数通用接触场景

• 流程效率提升:通过初始接触探测方案,可省略以往必需的预加载阶段分析,从而简化非线性分析的整体工作流

  • 任意面/ 体结果汇总:简化后处理数据提取

在热传导分析中,以往需要先提取各节点数据再手动汇总,才能确认通过特定面的总热流量(Heat Rate, W),这一繁琐流程现已被简化。现在,在midas NFX 内部只需点击数次,即可实时查看面和体的总和(Sum)、最大值(Max)、最小值(Min)、平均值(Average)。

1. 技术背景与必要性

通过热传导分析得到的基础结果通常是热流密度(Heat Flux, W/m²),它代表“单位面积” 传递的热量。但工程师实际关心的核心问题是:通过某一面的总传热量(W)是多少?在旧版本中,需要先导出关注区域的结果并生成表格,再借助Excel 等工具手动计算,流程十分繁琐。本次开发优化后,只需选择目标面或体,即可实时获取总和、最大、最小、平均值,大幅提升了工作效率。

2. 用户设置方法

该功能位于分析完成后处理阶段的“结果” 选项卡→ “其他”中,可通过“任意面/

体结果汇总”功能调用。

不仅适用于热传导分析,也可在所有分析类型的结果中使用。

  • 新增荷载与边界条件拖拽(Drag & Drop)功能优化工作流

为在复杂数值分析建模过程中最大化提升用户便利性,已对树形菜单内荷载与边界条件的移动方式进行了大幅改进。现在,只需像移动文件夹一样进行直观的拖拽操作,即可快速重构大规模分析条件。

1. 开发背景:工程师“重复繁琐操作” 的痛点

此前,几何(Geometry)或网格(Mesh)集 合可通过拖拽功能在集 合间自由移动,但荷载(Load)与边界条件(Boundary Condition)的该功能存在限制。

传统方式:若要修改特定荷载所属集 合,需逐一进入各荷载的[编辑] 窗口,重新指定目标集 合。在荷载数量较多的模型中,这是极为繁琐的操作。

改进方式:如同在资源管理器中移动文件,仅需一次鼠标拖拽,即可将多个条件瞬间移动至新集 合。

2. 主要更新范围与功能

本次扩展并非局限于特定领域,已应用于NFX 内所有分析领域

3. 详细操作流程

用户只需通过以下两步操作即可完成模型整理:

创建新组:在树形菜单中通过右键点击创建目标“新荷载/边界组”。

拖拽移动:多选需要移动的既有条件后,用鼠标拖拽( Drag ) 至新建集 合中并释放( Drop )

4. 预期效果:

前处理时间革命性缩短与生产力提升:数十个荷载条件的图形化与重新排序时间,相比传统方式缩短90%以上。

防止失误:避免逐个打开编辑窗口变更集 合时可能出现的选择错误,可直观确认即时反馈。

模型管理易用性:在按分析案例使用不同荷载组合的“荷载工况研究(Load Case Study)” 中,数据管理将变得非常便捷。

  • 载荷数值可视化:直观校验载荷,减少人为错误

为在分析前处理阶段直观确认荷载条件的准确性、提升结果报告的可视性,新增了在模型画面内直接显示荷载数值的功能。

1. 功能导入背景

在原有的NFX 环境中,仅显示荷载的方向和符号,难以直观判断荷载大小:

不确定性:若要确认荷载值是否已正确输入,需额外查看集 合属性或表格窗口。

报告撰写:撰写分析结果报告时,需手动反复记录文本数值来说明荷载条件,流程繁琐。

2. 核心功能

以使用频率最高的集中荷载(Force)和压力荷载(Pressure)为对象,在工作界面实时输出数值.

3. 用户可定制的显示选项

可通过选项菜单根据用户偏好调整画面显示的数值:

数值显示开关:通过复选框开启/ 关闭数值显示。

字体大小与颜色:可根据模型大小或背景色调整数值字体大小与颜色,以获得最佳可视性。

路径:选项> 荷载/边界条件>静力荷载

4. 预期效果及使用技巧

错误防止:可即时发现荷载单位(Unit)输入错误、小数点位置失误等“人为错

误”。

沟通效率强化:截取用于报告的图片时,无需额外编辑即可清晰显示荷载条件,与合作方或客户的沟通将变得更加明确。

  • 热传递- 非线性分析的统一材料属性建模

解决了过度热应力分析中材料定义存在的数值限制问题,构建了可更精确预测高温环境下结构长期变形的分析环境。

1. 技术背景:确保塑性分析的数据兼容性

现实物理现象中,热与结构处于相互影响的耦合状态。尤其是过度热应力分析,是随时间变化的热传导分析与非线性准静态结构分析相结合的热- 结构耦合分析领域。

旧系统局限:过去在定义弹塑性材料模型时,求解器仅聚焦于结构力学行为(应力-应变),无法同时考虑热传导特性,这是分析控制阶段因数据缺失导致“分析不收敛”错误的主要原因。

更新意义:实际金属材料在高温下会同时表现出屈服强度/ 刚度变化与热能量扩散的物理特性。本次更新改进为可将这类热- 结构统一物理特性定义为单一材料。

2. 主要改进方向:弹塑性材料内热传导特性定义的统一在非线性(弹塑性)材料特性定义阶段,新增了可直接设置热传导特性的功能。通过将弹塑性特性与热传导特性一并定义,实现了稳定的过度热应力分析。

主要热传导特性—热导率、比热可输入

  • 结果组合工况的疲劳寿命评估优化:简化复杂载荷的疲劳分析

基于线性叠加原理的结果组合工况,新增直接的疲劳分析接口,大幅简化多载荷复合作用下的寿命预测:

1.技术背景:结果组合与疲劳分析的相关关系

实际结构并非承受单一载荷,而是处于多方向载荷复合作用的环境中。

结果组合的作用:对各个单一载荷(Unit Load) 进行的线性静态解析结果,通过数学方式进行组合,从而高效推算出特定动态条件下的应力状态。

与疲劳解析的关联:疲劳损伤是由应力的反复波动(Stress Amplitude) 引发的。因此,组合后的案例案例作为疲劳评估的基础工况(Base Load Case),其数值具有核心意义。

2.主要更新:疲劳评估便捷性及UI 整合

以往,为了对通过结果组合生成的解析案例进行疲劳评估,需要在各个解析案例间进行重复的菜单操作。而本次更新后,流程实现了直接整合。

右键菜单(Right-Click) 官方支持:新增功能菜单,允许在树型菜单内的“结果组合”

解析案例中,通过鼠标右键直接添加【导入疲劳分析结果】。

与线性静态案例的一致性保障:强化了数据映射逻辑,使疲劳求解器(Fatigue Solver)可直接识别与单步线性静态解析具有相同数据结构的结果组合案例。

3.数值解析优势与工作流

解析资源削减:无需对所有复合载荷条件逐一解析,仅通过基础载荷的组合即可构建多种疲劳循环工况。

精确寿命预测:以组合后的应力张量(Stress Tensor) 为基础,代入S-N 曲线(应力- 寿命曲线),推导部件的预计疲劳失效时机。

4.预期效果与工程建议

本功能将作为承受反复振动或不规则载荷历程(Load History) 的机械系统内部设计的核心工具,得到广泛应用。

结果组合以“线性” 为前提:若模型包含材料非线性或大变形,则推荐采用各步骤的非线性仿真结果单独做疲劳分析。

  • CFD 求解器优化:提升收敛性和稳定性

1.一维CFD(1D CFD) 稳定性恢复:通过优化求解器参数中抑制数值振荡的关键设置,恢复了稳定性;同时通过逐个调整求解器参数,实现了收敛速度的显著提升。

大型复杂模型及边界条件优化:在处理超出内存限制的“核外计算(Out-of-core)”大型模型时,通过叠加边界条件确保了解算中断后恢复的准确性,从而保障了整体项目的稳定性。

2.物理参考条件正规化:修正了在使用参考面或参考坐标系时,因流入流体方向被全局坐标系覆盖而产生的物理误差。

3.时间增量标识明确化:将稳态分析中易造成混淆的时间增量标识,调整为与求解器消息及输出时间轴一致的精确显示方式。

4.重叠网格(Overlapping Element Mesh)收敛性与稳定性强化:当设备内部微小间隙中的结构发生移动并形成流场时,必须采用“重叠要素网” 技术,该技术不会生成新网格,而是将现有网格重叠后驱动物体运动。在以往版本中,当狭窄间隙内的压力发生剧烈变化时,求解器难以找到合适的压力解,会伴随“Trying other solver”(尝试其他求解器)警告,进而出现收敛延迟甚至计算中断的问题。本次更新通过稳定复杂重叠网格交界面上的数值逻辑,保障了包含移动边界的流体分析的稳健性。

5.前处理(Pre-processing)及UI 便捷性改进

本次更新聚焦于优化工程师在建模阶段的核心操作流程,旨在显著节省非线性分析的准备时间。

网格控制菜单位置固定:为方便用户进行网格划分,将“网格控制” 与“网格参数”

菜单固定在窗口的最上层,确保始终可见。

2D→3D 网格生成逻辑改进:修复了在包含高阶单元的复杂模型中填充内部网格时程序崩溃的问题。

大型薄壁(Thin Wall)模型处理加速:针对包含大量薄壁单元的模型,优化了分析文件生成时的后台逻辑,彻底解决了因冗余计算导致的效率瓶颈,大幅提升了作业速度。

材料及特性颜色可视化优化:修正了当不同特性单元发生合并时,因渲染缓冲区共享问题导致颜色边界模糊/ 错乱的显示错误。

新增激活单元组功能:用户可自定义保存当前激活单元作为分组,借助此功能,即可快速筛选关键部件的结果进行可视化,并提取报告用数据,大幅提升了工作效率。

6.后处理(Post-processing)及热流分析优化

流径(Flow Path)渲染精度提升:为防止复杂流道中流线出现交错现象,将体素(Voxel) 网格精度调整至无模糊的最优水平,增强了结果分析时的视觉直观性。

多步热传导重启动错误修正:修复了在重启热传导解析时,前一阶段最终温度被错误修改并影响结果的问题,保障了连续解析的可靠性。

流体分析工况兼容检查功能:修正了在不进行流体分析的分析工况中,意外包含流体边界条件而导致求解器终止的问题,避免了用户操作失误引发的错误。

流体分析函数长度扩展:将流体分析中用户自定义函数的输入字符上限从128 字节大幅扩展至1024 字节,满足了复杂工程场景下的自定义公式编写需求。


来源:midas机械事业部
ACTFlux振动疲劳非线性通用CATIASolidWorksCreo电机材料控制渲染
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2026-05-07
最近编辑:3月前
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