【超详细】Simpack与Isight联合仿真 ——以车辆悬挂优化为例

1 前言

Simpack是作为一款大型多体动力学分析软件，尤其在车辆方面应用广泛。在实际运用中，往往需要对模型进行参数化研究或者优化设计，采用手动迭代的计算方法费时费力效率低下。结合诸如Isight等优化平台，建立自动的优化分析流程，可以大大提高优化计算的效率，缩短产品的设计周期。在Isight中也集成了多种优化算法，可以在优化计算时灵活选用，，免去了自编优化算法的繁琐过程，Isight还提供了多种接口组件，可以十分方便的建立优化分析。

2 基本介绍

2.1 Simapck软件介绍

SIMPACK软件是德国INTEC Gmbh公司(于2009年正式更名为SIMPACK AG)开发的针对机械/机电系统运动学/动力学仿真分析的多体动力学分析软件包。它以多体系统计算动力学（Computational Dynamics of Multibody Systems）为基础，包含多个专业模块和专业领域的虚拟样机开发系统软件。SIMPACK软件的主要应用领域包括：汽车工业、铁路、航空/航天、国防工业、船舶、通用机械、发动机、生物运动与仿生等。

2.2 Isight介绍

ISIGHT最早是由MIT的博士Siu S.Tong在上个世纪80年代左右提出并领导开发完成的，经过这些年的发展已经成为同类软件中佼佼者。ISIGHT自身并不会进行计算，但是它通过相应的方法调用其他软件（如ABAQUS、ANSYS等）进行计算；所以ISIGHT首先是一个“软件机器人”，可以在不用人工干预的情况下不断的调用相应的工程计算软件进行计算。

传统的设计通常是采用试算法,即在设计时根据要求,参考一些同类产品设计的成功经验,凭借一定的理论判断来选定设计参数, 然后进行校核计算,检验其是否符合要求,不满意则调整设计参数再校核,如此反复多次直到满足设计要求为止。传统的算法已经不能满足高效、优质的设计生产任务要求,需要一种新的方法来适应现代化的高速发展。

基于上述数值分析软件的结构和工作过程，在进行数值分析的时候，可以通过修改模拟计算模块的输入文件来完成模型的修改，ISIGHT正是基于这种原理工作的。ISIGHT通过一种搭积木的方式快速集成和耦合各种仿真软件，将所有设计流程组织到一个统一、有机和逻辑的框架中，自动运行仿真软件，并自动重启设计流程，从而消除了传统设计流程中的"瓶颈"，使整个设计流程实现全数字化和全自动化。

总的来说，Isight主要起到流程组织的作用，它可以根据一定的策略来调整计算模型的输入而得到输出，进而完成试验设计（DOE）或者优化设计（Optimization Design）等任务。

图1 Isight基本工作流程

3 案例分析

下面以轨道车辆中常见的悬挂参数优化为例，介绍Simpack与Isight联合仿真下相关的模型设置和流程搭建步骤。