HyperWorks改進(jìn)汽車行業(yè)開發(fā)流程

技術(shù)支持

2019年11月4日 15:29

行業(yè)：汽車

挑戰(zhàn)：在進(jìn)行零部件研發(fā)中如何進(jìn) 行模態(tài)分析

Altair 解決方案：利用OptiStruct對(duì)零部件進(jìn)行優(yōu)化、RADIOSS進(jìn)行分析、 HyperView 進(jìn)行后處理、 HyperForm檢查零部件的制造可行性并進(jìn)行金屬成型仿真。

優(yōu)點(diǎn)：減少研發(fā)時(shí)間；加速創(chuàng)新；軟件投資的最大回報(bào) ；提高質(zhì)量和穩(wěn)健性

背景介紹

2008年德國(guó)PWO公司 (Progress-Werk Oberkirch AG) 研發(fā)并生產(chǎn)一款新車型儀表板的鋼制橫梁 (CCB)。客戶提供了CAD模型并規(guī)定了設(shè)計(jì)空間以及零部件的預(yù)定義規(guī)范。PWO基于以上信息研發(fā)并生產(chǎn)了合適的橫梁。PWO利用HyperWorks進(jìn)行該部件的研發(fā)。首先，利用HyperMesh將CAD模型處理成用于進(jìn)行仿真的有限元模型。為滿足碰撞以及模態(tài)要求，PWO利用OptiStruct對(duì)零部件進(jìn)行優(yōu)化、利用RADIOSS及其它外部求解器進(jìn)行分析、利用HyperView進(jìn)行后處理、利用HyperForm檢查零部件的制造可行性并進(jìn)行金屬成型仿真。對(duì)于PWO來說，可以在同一用戶界面同一軟件許可證系統(tǒng)下進(jìn)行各種仿真工作是非常重要的。

PWO是專注于汽車碰撞及舒適性領(lǐng)域世界領(lǐng)先的高精密金屬零部件供應(yīng)商之一。自1919年公司建立以來，經(jīng)過九十多年積淀，其在金屬成型和連接技術(shù)領(lǐng)域具有無(wú)與倫比的專業(yè)知識(shí)。PWO位于德國(guó)Oberkirch的工廠約有1100名雇員，再加上位于捷克、中國(guó)、墨西哥和加拿大的工廠，PWO集團(tuán)目前全球共有1,900名員工。 PWO集團(tuán)公司是汽車行業(yè)創(chuàng)新性產(chǎn)品研發(fā)和制造的重要合作伙伴，基于即時(shí)生產(chǎn) 和零缺陷標(biāo)準(zhǔn)制造了數(shù)百萬(wàn)零部件。為與客戶密切合作供應(yīng)當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)，PWO集團(tuán)正大力在國(guó)外設(shè)廠。PWO的全球擴(kuò)張方式已經(jīng)取得了巨大成功。隨著汽車行業(yè)銷售形勢(shì)回歸正常，PWO公司得到很多訂單，其利潤(rùn)正迅速增長(zhǎng)。

挑戰(zhàn)

客戶提出了很多要求，如零部件研發(fā)中對(duì)模態(tài)分析和動(dòng)態(tài)載荷的要求。這些要求是根據(jù)零部件的預(yù)期使用情況制定的。在PWO研發(fā)汽車橫梁的案例中，由于車速超過某一值后車輛內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生不利振動(dòng)，所以連接方向盤的橫梁固有頻率應(yīng)低于預(yù)設(shè)值。在研發(fā)過程中考慮的其他要求與舒適性不相關(guān)，而是涉及到碰撞安全性方面。所面臨的挑戰(zhàn)是通過某種節(jié)省時(shí)間和成本的方式同時(shí)滿足這些往往相互沖突的要求。

“我們一直在尋找用于整個(gè)產(chǎn)品研發(fā)中所有仿真工作且高投資回報(bào)率的工程軟件。HyperWorks就是我們所想要的軟件。

當(dāng)進(jìn)行自定義工作時(shí)，HyperWorks開放式的架構(gòu)及基于TCL語(yǔ)言使自定義操作變得很容易。它還可以很容易地進(jìn)行宏操作、與其它CAE軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真。如果沒有HyperWorks，我們無(wú)法快速進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)。”

Dipl.Ing.MichaelWelle

PWO產(chǎn)品研發(fā)/生產(chǎn)部

解決方案

PWO使用HyperWorks進(jìn)行汽車零部件（如橫梁）的研發(fā)。整個(gè)研發(fā)過程中的所有仿真工作都可利用HyperWorks完成，最終得到滿足所有要求的零部件。

PWO的工程師得到CAD模型以及所有必要的設(shè)計(jì)要求后，利用HyperMesh建立有限元模型，使用HyperWorks的隱式及顯式求解器RADIOSS以及其它外部求解器進(jìn)行有限元分析。接下來，利用OptiStruct進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化的目的是在滿足所有要求并保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下盡可能節(jié)省材料。然后利用HyperView進(jìn)行后處理。最后利用HyperForm對(duì)橫梁進(jìn)行制造可行性檢查及成型仿真。所有的結(jié)果都通過物理試驗(yàn)得到了驗(yàn)證，仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的相關(guān)性非常好。

結(jié)論

HyperWorks是一套完整的CAE解決方案，可以解決整個(gè)研發(fā)過程中的所有仿真分析工作。通過已獲得專利的軟件許可制度，HyperWorks解決方案中所包含的軟件可以整合在同一系統(tǒng)中，用戶只需為實(shí)際使用的工具付費(fèi)。

許多必要的研發(fā)工作可以利用虛擬技術(shù)完成。因此，公司可以節(jié)省很多物理樣機(jī)成本并能同時(shí)研究更多的方案。此外HyperWorks利用模擬驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，可以縮短開發(fā)周期，并且允許用戶在研發(fā)過程更早的確定設(shè)計(jì)方案。利用HyperWorks可以在要求相互沖突時(shí)獲得最佳的解決方案。HyperWorks的軟件許可制度及開放式架構(gòu)有助于用戶：

減少研發(fā)時(shí)間

加速研發(fā)

獲得軟件投資的最大回報(bào)

提高質(zhì)量和穩(wěn)健性