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摘要
FVA GmbH 开发了用于驱动技术的分析和仿真软件。他们意识到,要想真正在市场上取得成功,就需要为其解决方案添加更多功能,而这些附加功能取决于精确的 3D 建模。
Spatial 的高质量三维解决方案使 FVA 只需几行代码就能建立实体模型,提供强大的布尔运算功能,支持有限元分析所需的快速网格划分,并实现一流的 CAD 互操作性。通过以 ACIS 3D 建模内核为中心的解决方案,FVA 的软件解决方案可以访问丰富的 API,实现与精确 3D 模型的交互。

Working with Spatial enables our small and highly competent development team, staffed by the top experts from the industry, to focus on our core competenccy: numerical simulations. Thus, we are able to respond quickly to changes in the dynamic technology environment and new requirements from our customers.
公司
FVA GmbH 成立于 2010 年,是 FVA e.V.(Forschungsvereinigung Antriebstechnik,传动技术研究协会)和 GzF(Gesellschaft zur Förderung des Maschinenbaues mbH,机械工程促进协会)的合资企业,旨在开发传动技术分析和仿真软件,并提供相关的专业服务和支持。
FVA 的解决方案服务于整个传动系统行业(汽车、工业、航空、船舶、铁路和风能),其软件能够对虚拟变速箱的系统行为进行高度复杂和详细的仿真,并对单个传动系统/变速箱进行详细分析。
单个传动系统/齿轮箱组件的详细分析。无论是在设计的早期阶段还是在验证现有的齿轮箱时,FVA 的软件包都能让客户以三维方式直观地看到复杂的齿轮箱,同时对系统行为(如变形和运动学)进行建模。

挑战
为分析添加更多三维建模功能
要对传动系统的性能进行详细分析,就必须准确地表示出传动系统的行为,而系统的行为取决于部件的准确物理建模。
最初,FVA 选择了内部解决方案,生成单个组件的表面模型,而不是对实体进行几何建模。虽然这种方法使 FVA 能够完全控制建模解决方案,并在初期取得了成功,但这种方法的局限性很快就显现出来:
- 无法对传动系统部件执行布尔运算 - 这是行星齿轮系统建模时的基本功能,也是网格化之前的准备步骤。
- 无法进行有限元分析(FEA),因为这需要从实体三维模型生成详细的网格。
- 计算传动系统的质量或体积(例如润滑油的体积)非常困难。
- 每当需要新的例程来处理模型时,FVA 都需要花费宝贵的工程时间来创建分析软件下游所需的新例程。



解决方案
随着 FVA 内部物理建模解决方案的局限性逐渐显现,该公司面临着典型的 "买与卖 "的抉择:是投入更多的时间和资源来改进自己的建模解决方案,还是寻求外部解决方案,使公司能够专注于自己的核心竞争力。
FVA 意识到,要想真正在市场上取得成功,他们需要为自己的解决方案添加更多功能,而这些附加功能取决于精确的三维建模。由于上市时间也是一个关键问题,FVA 决定与 Spatial 合作,获得拥有 30 多年历史的成熟三维建模解决方案。
通过以 ACIS 3D 建模内核为中心的解决方案,FVA 的软件解决方案可以访问丰富的 API,实现与精确 3D 模型的交互。现在,FVA 的解决方案可以轻松地执行复杂的布尔运算,以便
分析行星齿轮系统或确定变速器中的油量。
30 多年来,3D ACIS Modeler 一直引领着三维建模内核市场,提供灵活的解决方案,使制造、工程和设计应用提供商能够以更少的时间和更低的开发成本满足对高质量三维应用的需求。
FVA 与 Spatial 的合作使该公司获得了 3D InterOp - 三维 CAD 数据转换的黄金标准。通过将 3D InterOp 集成到 FVA-Workbench 中,用户现在只需单击一下,即可执行与各种本地 CAD 格式的导入和导出。
FVA 并未花费时间开发 3D 可视化例程,而是转向 HOOPS Visualize 来创建交互式 3D 渲染,以便在 FVA-Workbench GUI 和报告动画中使用。
在对现有网格解决方案进行广泛分析后,FVA 才决定采用 3D Precise Mesh。



结果
FVA 和 Spatial 开发团队的合作成果是功能丰富、强大的传动系统建模和分析软件包。随着向 Spatial SDK 的转移,FVA 开发出了用户友好的图形用户界面,即使是最复杂的变速箱设计也能在强大的三维可视化功能支持下进行建模:
-
ACIS API 使 FVA 只需几行代码就能对实体建模,还能进行强大的布尔运算。
-
3D Precise Mesh 支持有限元分析所需的快速网格划分。
-
3D InterOp 可实现一流的 CAD 互操作性。
这种整合的结果是,FVA 的客户可以专注于齿轮分析,而使用Spatial SDK 增强的 FVA 工作台可以处理繁琐耗时的几何细节。现在,分析功能通过生成 FEM 体得到扩展,详细的传动系统分析所需的所有必要步骤均可在 FVA 工作台内执行:
- 导入各种原始格式的 CAD 几何图形
- 相对于变速箱组装 CAD 体
- 修改 CAD 体
- CAD 体的自动几何简化和网格划分
- 半自动设置边界条件
- 将分析模型与有限元模型快速可靠地结合起来
重要见解
解决方案
通过与 Spatial 合作,FVA 现在可以领先于竞争对手提供具有强大 3D 可视化功能的高性能软件。反过来,FVA 的客户能够更快、更高效地开发原型,同时轻松地将 FVA-Workbench 集成到他们的工作流程中。阅读更多Spatial案例研究
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