LMS Virtual.Lab培训课程体系（选修）

本课程体系结合企业实际人才需求与LMS Virtual.Lab仿真技术发展路线，按照从基础入门到高级应用、从多体动力学到声学分析、从结构振动到耐久性优化的完整知识体系分类，共分为六个技术专题。每个专题均结合LMS Virtual.Lab官方工具链与工程实践。

专题目录

专题一：LMS Virtual.Lab平台基础与桌面环境

专题二：LMS Virtual.Lab Motion多体动力学仿真

专题三：LMS Virtual.Lab Structures结构分析

专题四：LMS Virtual.Lab Acoustics声学仿真

专题五：LMS Virtual.Lab Noise & Vibration噪声与振动分析

专题六：LMS Virtual.Lab Durability与Optimization高级应用

 

课程体系概述

LMS Virtual.Lab是西门子数字化工业软件旗下的一款专注于功能品质属性的集成仿真环境，涵盖多体动力学、结构分析、声学分析、噪声与振动分析、耐久性分析等多个学科领域。作为业界领先的仿真平台，LMS Virtual.Lab广泛应用于航空航天、汽车、船舶、工程机械等行业的NVH（噪声、振动与舒适性）仿真与优化。其拳头产品LMS Virtual.Lab Acoustics是声学领域中公认的工业标准，从振动噪声到流体噪声，从声辐射到声-振耦合，从部件级到系统级，提供完整的解决方案。本课程体系参考了Siemens Xcelerator Academy官方培训、曙海培训、中科信软等专业培训机构的课程设置，按照从基础到高级、从通用到专业的进阶路径设计，确保课程内容的系统性、先进性和实用性。

 

专题一：LMS Virtual.Lab平台基础与桌面环境

培训目标

• 熟悉LMS Virtual.Lab软件体系结构与各模块功能

• 掌握LMS Virtual.Lab Desktop用户界面与基本操作

• 理解与CAD/CAE软件的接口与数据交换方法

• 具备LMS Virtual.Lab平台的基础操作能力

培训内容介绍

1. LMS Virtual.Lab软件体系概述：软件发展历程，功能品质属性的集成环境，主要模块功能简介，模块间的数据传递关系

2. LMS Virtual.Lab Desktop桌面环境：LMS Virtual.Lab Desktop基础操作，用户界面布局，项目管理方式，文件组织结构

3. 多体桌面与高级桌面：不同桌面环境的适用场景，功能模块的差异，许可证管理，工作流定制

4. 几何建模基础：在LMS Virtual.Lab中创建几何图形，几何编辑工具使用，参数化建模方法

5. 网格前处理技术：基于网格的设计概念，网格导入与导出，网格质量检查，网格细化与粗化，网格变形技术

6. CAD/CAE接口集成：与主流CAD软件的数据交换，与CAE软件的接口配置，数据格式兼容性

7. 材料属性定义：材料库管理，各向同性/各向异性材料定义，非线性材料属性，复合材料定义

8. 坐标系与单位制：全局坐标系与局部坐标系设置，单位系统配置，单位转换注意事项

9. 求解器设置基础：分析类型选择，求解参数配置，并行计算设置

10. 后处理基础：结果云图、变形图、矢量图绘制，动画制作，结果数据提取与分析，XY曲线绘制

11. 软件安装与配置：系统要求与安装步骤，许可证服务器配置，环境变量设置，常用外挂插件安装

12. 综合实践：LMS Virtual.Lab平台基础操作与完整仿真流程认知

 

专题二：LMS Virtual.Lab Motion多体动力学仿真

培训目标

• 掌握多体动力学仿真的基本原理与方法

• 能够使用LMS Virtual.Lab Motion进行机械系统建模

• 熟悉约束、力元、驱动等元素的定义与设置

• 具备多体系统运动学与动力学分析能力

培训内容介绍

1. 多体动力学概述：多体动力学的基本原理与应用领域，刚体与柔体概念，多体系统建模流程

2. CATIA V5建模架构基础：创建零件与产品的方法，装配关系定义，用于机械仿真的模型准备

3. Motion模块界面与工作流程：Motion模块专用工具条，仿真树结构，分析流程

4. 运动副与约束定义：旋转副、滑动副、圆柱副、球面副、万向节等约束的创建与参数设置，冗余约束处理

5. 力元与驱动设置：弹簧阻尼器定义，衬套力元，接触力定义，驱动器设置

6. 载荷施加：重力、外力、力矩、分布载荷的施加方法，载荷函数定义

7. 柔性体建模：柔性体概念与必要性，模态中性文件导入，柔性体与刚体的连接，柔性体应力恢复

8. 接触力建模：接触刚度与阻尼设置，摩擦模型定义，接触检测算法

9. 表达式与参数化设计：表达式功能应用，设计变量定义，参数关联，设计表与配置管理

10. 求解器设置：运动学求解与动力学求解选择，积分方法选择，时间步长控制，收敛准则

11. 后处理与结果分析：机构运动动画显示，位移/速度/加速度曲线，受力曲线，干涉检查，结果导出

12. 综合实践：典型机械系统完整多体动力学仿真

 

专题三：LMS Virtual.Lab Structures结构分析

培训目标

• 掌握结构分析的基本原理与有限元方法

• 能够使用LMS Virtual.Lab Structures进行结构建模

• 熟悉连接建模与装配体分析技术

• 具备驱动MSC Nastran进行结构分析的能力

培训内容介绍

1. LMS Virtual.Lab Structures概述：结构分析模块功能简介，在NVH系统仿真中的定位，与其他模块的协同

2. 基于网格的设计：网格创建与编辑，网格质量控制，网格变形技术，网格连接处理

3. 连接建模技术：螺栓连接、焊接、胶粘连接的模拟方法，连接单元定义，连接刚度设置

4. 装配体分析：装配体定义，部件间连接关系处理，接触定义，预紧力施加

5. MSC Nastran求解器驱动：Nastran分析类型选择，求解参数配置，结果提取与导入

6. 模态分析：特征值提取方法，固有频率与振型计算，模态有效质量参与系数，结果验证

7. 频率响应分析：直接频率响应与模态频率响应，激励载荷定义，响应计算，频响函数提取

8. 瞬态响应分析：时域载荷定义，积分方法选择，时间步长控制，瞬态响应结果分析

9. 静力学分析：线性静力学分析设置，应力与应变计算，强度校核，刚度评估

10. 子结构技术：子结构概念，模态综合法，子结构生成与装配，大规模模型简化

11. 结果可视化：变形云图，应力分布，模态振型动画，频率响应曲线，结果对比

12. 综合实践：复杂结构件的完整结构分析流程

 

专题四：LMS Virtual.Lab Acoustics声学仿真

培训目标

• 掌握声学仿真的基本原理与边界元/有限元方法

• 能够进行内场声学、外场声学与壁板隔声分析

• 理解声振耦合与流体噪声模拟技术

• 具备完整的声学仿真与优化能力

培训内容介绍

1. LMS Virtual.Lab Acoustics概述：声学仿真模块功能特点，声学领域工业标准，从振动噪声到流体噪声的完整解决方案

2. 声学理论基础：声波动方程，声压级与声功率级，声学边界条件，阻抗与吸声系数

3. 声学边界元方法：边界元法基本原理，谐响应BEM求解器，瞬态BEM求解器，快速多极BEM求解器

4. 声学有限元方法：有限元法在声学中的应用，声学网格要求，无限元与完美匹配层，自动匹配层技术

5. 声学前处理技术：声学网格准备，腔体网格生成，网格粗化，声学网格质量检查

6. 内场声学分析：车内声场模拟，声模态计算，声学响应分析，基于模态叠加法及直接求解方法的耦合NTF分析，非耦合NTF分析

7. 外场声学分析：外声场辐射计算，水下结构噪声分析，潜艇水下结构声辐射分析，航空/汽车外场声辐射应用

8. 声振耦合分析：流体-结构相互作用原理，声振耦合求解器，声学传递向量求解器，振动-声学传递向量

9. 壁板隔声分析：隔声量计算，边界元方法在结构壁板隔声量计算上的应用，有限元方法在结构壁板隔声量上的应用

10. 流体噪声分析：气动噪声产生机理，风扇气动噪声仿真分析，圆柱扰流气动噪声仿真分析，空调管路噪声模拟

11. 板件贡献量分析：面板声学贡献度，NTF板件贡献量分析，声源定位与识别

12. 综合实践：典型结构的完整声学仿真

 

专题五：LMS Virtual.Lab Noise & Vibration噪声与振动分析

培训目标

• 掌握噪声与振动系统仿真的基本方法

• 能够进行传递路径分析与载荷识别

• 熟悉模态分析与频响函数的应用

• 具备NVH系统级建模与优化能力

培训内容介绍

1. LMS Virtual.Lab Noise & Vibration概述：NVH系统仿真模块功能，结构动力学中的应用，从部件到系统的动态模型装配

2. 模态综合与系统建模：从有限元技术或试验模态分析获得模态模型，频率响应函数的应用，全局动态模型装配

3. 传递路径分析：传递路径分析基本原理，工作载荷识别，路径贡献量分析，主导路径识别

4. 载荷识别技术：载荷识别分析，逆矩阵法载荷识别，工作变形分析

5. 路径与模态贡献量分析：各传递路径贡献量计算，各阶模态贡献量分析

6. NVH系统合成求解器：系统级响应合成，子结构耦合

7. 修改预测分析：结构修改对动态特性的影响预测，设计变更快速评估

8. 相关性分析与模型修正：有限元模型与试验模型的相关性分析，模型修正技术，提高仿真精度

9. 灵敏度分析：灵敏度计算，动态特性对设计参数的敏感度，优化方向指导

10. 预试验分析：利用有限元模型设计试验模态测试方案，传感器布点优化

11. 试验与仿真集成：试验数据导入，仿真结果与试验结果对比，模型校准

12. 综合实践：整车/整机NVH系统级仿真与优化案例

 

专题六：LMS Virtual.Lab Durability与Optimization高级应用

培训目标

• 掌握耐久性分析的基本原理与疲劳寿命预测方法

• 能够进行结构优化与多学科设计优化

• 熟悉LMS Virtual.Lab Designer工具应用

• 具备综合仿真与优化能力

培训内容介绍

1. LMS Virtual.Lab Durability概述：耐久性分析模块功能，疲劳寿命预测基本原理，材料S-N曲线与疲劳极限

2. 疲劳分析方法：高周疲劳与低周疲劳，应力寿命法与应变寿命法，平均应力修正

3. 载荷谱处理：时域载荷信号处理，雨流计数法，载荷谱压缩与合成，多通道载荷关联

4. 疲劳寿命计算：基于有限元结果的疲劳寿命计算，热点应力法，焊缝疲劳评估

5. LMS Virtual.Lab Optimization概述：优化功能的基本原理与方法，设计变量、约束条件、目标函数定义

6. 声振耦合优化：基于Optimization模块的声振耦合优化案例，结构声学性能优化

7. 拓扑优化：概念设计阶段材料最优分布，拓扑优化三要素，制造约束施加

8. 参数优化：尺寸优化、形状优化，响应面构建，敏感度分析

9. LMS Virtual.Lab Designer工具：Designer工具的功能与特点，快速设计评估，自动化设计流程

10. 相关性分析：仿真与试验相关性分析，模型验证与校准，误差来源识别

11. 与其他软件集成：与SYSNOISE、DADS、FALANCS、RAYNOISE等软件的集成应用，历史数据迁移

12. 综合实践：完整产品耐久性分析或多学科优化设计案例

课程学习路径建议

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