Simpack 是什么
SIMULIA Simpack 是达索系统(Dassault Systèmes)旗下 SIMULIA 品牌的多体系统动力学仿真软件,用于开发和仿真高保真多体系统的虚拟样机。软件采用独特的运动方程建立技术,其求解器在速度和稳健性上处于行业领先地位,能够处理带有柔性几何体和强烈冲击接触的复杂非线性模型。
Simpack 既可以服务个人专家用户,也适用于拥有数百用户的大规模企业级部署。授权方式为订阅制,支持 Windows 本地部署。作为 3DEXPERIENCE 平台的战略组件,Simpack 能够与控制、液压、FEA 等软件进行多学科联合仿真,无缝融入现有的研发流程。
技术优势与模块体系
Simpack 的求解器在高频瞬态分析方面表现突出,甚至可覆盖声学范围内的仿真需求。软件在时域积分和频域分析两个方向上均能产出稳定结果,既能获取系统在运动过程中的动态特性,也能提取固有模态和频率。用户评价中,与同类软件相比,Simpack 在运算速度上更快、资源占用更少。
软件以核心模块为基础,包含前处理(Simpack Pre)、求解器(Simpack Solver)、后处理(Simpack Post)和流程向导(Simpack Wizard)。在此基础上可按行业场景扩展:汽车模块覆盖完整的悬架和底盘仿真体系,包含参数化的车辆数据库;轨道模块专为轮轨系统设计;传动系统模块涵盖齿轮、轴承、花键、绳索和衬套等动力传输元件;发动机模块支持内燃机和电机系统的仿真建模;柔性体模块(FEMBS)允许将有限元分析中的柔性变形引入多体系统;实时模块(Realtime)支持硬件在环(HiL)和人在环(MiL)场景,无需代码生成即可运行仿真模型。此外还有风力模块、轴承模块和生物运动模块等专用组件。
汽车与航空航天应用
在汽车领域,Simpack Automotive 已被多家一流整车厂商(OEM)用于其全部多体仿真流程。软件支持任意类型公路和越野车辆的分析设计,覆盖频率和时域分析,可处理极端非线性系统。通过 Simpack Wizard 可实现流程自动化和标准化,并支持批量任务和自动报告生成。Simpack 的建模灵活性体现在可从简单运动学模型逐步扩展到包含柔性轮辋、空气动力学力和详细轮胎模型的完整整车仿真。2025x 版本新增的电驱动和电池包拓扑结构,进一步扩展了对新能源车辆的仿真支持。
在航空航天领域,Simpack 的应用范围涵盖喷气式客机、直升机、卫星乃至行星探测器等。典型仿真场景包括升空与着陆分析、有效载荷分离、太阳能面板部署和空间机器人运动规划。软件支持开环及闭环系统分析、共振分析和随机瞬态响应。
2025x 版本关键更新
Simpack 2025x 版本在多个模块上进行了显著升级。柔性体方面,特征模态自动选择功能从基于容差的旧方法迁移到基于频带内精度的新方法,用户无需再在后续仿真中反复验证精度。与 Abaqus 的联合仿真不再受连接元件数量限制,且新增 New 求解器支持,可在 Simpack 端显著减少 CPU 时间。新增的 fbr 格式结果文件可支持 Wave6、Abaqus 和 Fe-safe 等工具进行振动声学和疲劳等后续分析。
求解器层面,SBR 结果文件的压缩已实现并行化——在 4 核条件下生成时间缩短至原来的 35%。软件全面支持 AMD Epyc 和 Ryzen 系列 CPU,对应数值库已优化,同时保证在 Intel 和 AMD 平台上的结果可复现。传动系统模块的增强尤为密集:滚动轴承新增负间隙支持和基于时间的间隙定义,可模拟热效应;滚道偏差建模支持波纹度和点蚀缺陷;新增齿轮副齿面接触斑结果输出和激振力绘图功能,为 NVH 分析提供直接数据支持。动态衬套还新增了基于实测数据的自动参数辨识功能。
选型建议
Simpack 主要适用于需要高精度多体动力学分析的机械、汽车、轨道车辆、航空航天和风能行业。选择 Simpack 时建议关注:当前仿真场景是否需要实时的 HiL/MiL 能力;是否需要与 Abaqus 进行联合仿真处理柔性体问题;团队是否已有 3DEXPERIENCE 平台的其他组件可供集成;所需的行业模块组合(如仅需传动系统仿真的用户可能无需整车模块)。鉴于 Simpack 模块众多、授权以订阅形式提供,且 2025x 版本引入了多项关键能力更新,建议通过软服之家联系正规渠道获取针对企业具体需求的模块组合和报价方案。