Simcenter 3D Solutions Profiles介绍与外部文件（External File）格式要求

1. Simcenter 3D Motion数据定义方式介绍

在进行多体运动/动力学分析中定义运动物体的时候，经常需要定义一些与运动物体相关的数据，例如：弹簧刚度曲线、运动副的速度变化曲线、路面曲面等。在Simcenter 3D Motion中提供了以下一些常用的定义数据的方法：

• 使用表达式；
• 使用函数；
• 使用Profile；

1. Profile介绍

Profile是多体仿真工程师经常会使用的一种数据的定义方式，特别是在定义驱动器速度变化、路面曲面等情况下使用的频率较高。
定义Profile可以使用以下几种方式：

• 在模型中草绘曲线：

对于基于草绘曲线的Profile数据，Simcenter 3D 可以使用草绘中的点作为数据点来生成对应的曲线；

• 外部文件输入（External File）：

对于外部文件形式的Profile，工程师可以使用以下两种方式来定义：

1. 表格数据文件：以制表符分隔的文本文件（txt或csv）或电子表格文件（xls或xlsx）。使用表格文件定义2D曲线数据或3D曲面是非常灵活的一种数据定义方式，在同一个表格文件中可以定义多个数据列，在不同的情况下可以使用不同的列的数据。
2. 数据采集设备生成的基于时间变化的数据

使用数据采集设备在工作现场所采集的基于时间变化的数据是常见的一种数据使用方式。使用这种方式可以指定要使用的数据通道的数据以及在数据点之间所使用的插值方法。

• 手工输入Profile方式：

手工输入Profile方式与基于外部文件的2D Profile定义方式类似，但是这种方式不需要使用外部文件，所有的数据都保存在模型中。
成型过程数字化工程提供良好的支撑。

2. 外部文件（External File）格式要求介绍

Simcenter 3D Motion支持的外部文件格式有：

• 制表符分隔的文本文件（.txt）
• 逗号分隔的电子表格文件（.csv）
• Microsoft Excel电子表格（.xls/.xlsx）

电子表格文件是最常用的一种文件格式，对于电子表格文件有一些格式方面的要求：

1. 如果电子表格文件中包含多个工作表（sheet），Simcenter 3D在导入该数据文件后只使用第一个工作表中的数据；
2. 每个外部文件中至少包含运动物体所需的数据列数。例如：如果外部文件用于定义一个随时间变化的力，则这个外部文件至少应该包含两列数据，一列数据用于描述时间，另一列数据则应该用于定义力的大小。

    
每个外部文件可以包含多个数据列用于定义相应的物理量，在Profile定义对话框中可以确定要使用哪些列所包含的数据。例如：在外部文件中可以包含一列数据用于定义时间，还可以包含两列用于不同的力的大小变化的数组。在Profile定义对话框中可以分别创建基于不同的力的大小变化的数据作为力的输入。如上图所示：

3. 外部文件的第一行用于定义该列数据的名称以及该列数据的单位。例如：在外部文件中的某一列是用于定义唯一类型的数据，则该列的第一行可以写为X（m）或X（ft）。如下图所示：

4. 每个外部文件必须至少有两行不重复的数据；
5. 任何用于描述时间的值应该大于或等于0，如果出现负值，则被当作0来处理；
6. 对于txt文件中，值必须以制表符分隔，但可以指定小数分隔符（也称为十进制符号）是否为点（.），逗号（，）或为操作系统定义的区域设置。
7. 对于在csv文件中，可以指定用于小数分隔符和值分隔符的符号：

为操作系统定义的区域设置

1. 点作为小数点分隔符，逗号作为值分隔符
2. 逗号作为小数分隔符，分号（；）作为值分隔符
3. 在Excel中，数值数据的单元格格式应设置为“常规”或“数字”

3. 外部文件（External File）的案例

1. 2D Profile

对于2D Profile，外部文件必须至少包括两列数据：一列带有自变量值，另一列带有因变量值。自变量值必须增加。它们可以是负数，但它们的值必须从第一行增加到最后一行。以下示例显示了角度（因变量）是时间函数（自变量）的二维轮廓的文件语法。

在2D Profile定义对话框中，工程师可以定义输入方式、定义外部文件位置、选择要使用的数列、定义插值方式，最后，可以以曲线的方式输出到屏幕中进行显示。
   

2. 3D Profile

对于3D Profile，外部文件至少要包含四列数据。其中两列为自变量的值，自变量的值必须呈现单调递增，即从第一行增加到最后一行。对于因变量，只有第一列自变量的值包含因变量的名称，后面的列使用星号（*）作为名词，因变量不需要单调递增。

  以上面图示的数据表格为例，X，Y为自变量，这两列的数值均为单调递增；Z列数据为因变量。这个表格表示的是以下的点组成的3D 曲面：
（-110，-75，40.05）、（-110，-70，37.23）、（-110，-65，34.56）
（-100，-75，21.34）、（-100，-70，18.23）、（-110，-65，11.39）
（-95，-75，62.54）、（-95，-70，53.21）、（-95，-65，41.19）
（-90，-75，58.45）、（-90，-70，66.11）、（-90，-65，28.02）
  

4. 总结

    Profile是Simcenter 3D Motion中常用的一种数据定义方法，定义Profile 2D/3D数据文件时需要遵循一定的格式要求，本文介绍了Simcenter 3D 对输入文件的格式要求，并以案例方式对Profile 2D/3D的定义过程进行了演示。