行業(yè)：電子消費品

    挑戰(zhàn)：縮減前處理時間，優(yōu)化產(chǎn)品設計前期的性能。

    Altair 解決方案：以 HyperMesh 和 OptiStruct 為 依托，促進 CAE 效率提高。

    優(yōu)點：加快產(chǎn)品上市速度/縮短設 計周期 ； 降低成本 ；提升產(chǎn)品質(zhì)量

    背景介紹 

   聯(lián)想集團成立于 1984 年，是一家具有 30 年歷史的跨國科技公司，在中國北 京和美國北卡羅來那州均設有總部。2013 年，聯(lián)想成為世界上首屈一指的個人計 算機制造商。聯(lián)想的產(chǎn)品包羅萬象，從個人計算機、平板電腦、智能手機到工作站、 服務器、電子存儲設備以及智能電視等等一應俱全。聯(lián)想在全球 60 多個國家和地 區(qū)設立了分支機構，產(chǎn)品遠銷世界 160 多個國家和地區(qū)。

    挑戰(zhàn) 

   計算機領域的競爭日趨激烈，迫使各大計算機制造商不斷降低成本、縮短產(chǎn)品 開發(fā)周期，同時提升產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)方法要經(jīng)過設計、制造 樣品、測試、修正、重新制造樣品、重新測試這一系列步驟，而這已無法滿足當今 產(chǎn)品開發(fā)與上市的節(jié)奏。 因此，聯(lián)想尋助于計算機輔助工程 (CAE) 工具，在產(chǎn)品設計前期對產(chǎn)品在載 荷（如沖擊和振動）下的機械特性進行仿真與評估，從而實現(xiàn)性能的優(yōu)化。憑借這 種方法，可以盡早發(fā)現(xiàn)潛在的質(zhì)量問題并進行相應改進，以此縮短產(chǎn)品開發(fā)周期并 降低成本。如今，CAE 技術在聯(lián)想的生產(chǎn)制造過程中扮演著舉足輕重的角色。 起初，仿真過程中的前處理任務需要占用工程師 80%的時間。盡管一些 CAE 軟件中也提供了前處理工具，但面對日漸復雜的分析與分秒必爭的開發(fā)過程，這些 前處理工具便顯得力不從心，無法滿足制造商的要求。此外，這些工具也無法保證 前處理網(wǎng)格劃分的質(zhì)量。其網(wǎng)格劃分質(zhì)量距聯(lián)想和其他高科技制造商對精細化設計 的要求尚有一定差距。 為提高效率、提升網(wǎng)格劃分質(zhì)量并縮短 CAE 仿真時間，聯(lián)想的工程師們需要 一款可以真正滿足科研與工程創(chuàng)新需求的強大前處理工具。而作為 Altair HyperWorks 中重要模塊之一，HyperMesh 便成為了他們的不二之選。 HyperMesh 是一款高性能的有限元前處理器，可為產(chǎn)品的設計性能分析提供 良好的交互式可視化環(huán)境。

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    “Altair HyperMesh 不僅是聯(lián)想產(chǎn)品設計中統(tǒng)一的前處理平臺，更是聯(lián)想提升 CAE 效率的法寶。” 

                                                                                                              辛志峰 

                                                                                                             總監(jiān)—機構/熱能/仿真/M&M 

                                                                                                             聯(lián)系筆記本產(chǎn)品研發(fā)部

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  解決方案

    2000 年，聯(lián)想在其位于北京的創(chuàng)新設計中心搭建了 CAE 技術平臺，完美支持聯(lián)想所有產(chǎn)品系列的開發(fā)，同時，聯(lián)想 還在新款 ThinkPad 的預研評估過程中應用了仿真技術，進行了新材料的應用研究及高可靠性分析。“在 2003 年，我們使 用另一家公司的前處理工具對一部手機進行了建模與求解。結果，從開始建模到完成仿真花費了近一個月的時間。” LBG  NB 總監(jiān)辛志峰說道，“而 2006 年，我們將 Altair HyperMesh 與我們的求解器結合使用。結果，僅用一周的時間便完成了 對一臺由 150 萬個元素構成的筆記本電腦的仿真。”HyperMesh 快速精確的仿真結果正是聯(lián)想所尋求的，其網(wǎng)格劃分的可 靠性極高，藉此設計者能夠快速完成建模與分析，從而縮短開發(fā)周期。

                                                                        計算機風扇的實體 CFD 網(wǎng)格

                                                                        聯(lián)想使用 HyperMesh 構建由 150 萬個單元組成的筆記本電腦的復雜有限元模型

    基于 HyperMesh 在節(jié)省時間、提升產(chǎn)品質(zhì)量方面的突出表現(xiàn)，聯(lián)想的工程師們又利用 HyperWorks 中的 OptiStruct 進行了硬盤驅(qū)動器的設計。硬盤設計的難點之一在于硬盤驅(qū)動器在運行時可能會與計算機系統(tǒng)的其他部分產(chǎn)生共振，從而 導致噪聲、振動和磁盤磨損。計算機系統(tǒng)主要由金屬板構成，易受其內(nèi)部零件振動的影響。因此，在結構設計過程中對金 屬側板進行結構優(yōu)化，進而改變整個系統(tǒng)的固有頻率，使其避開硬盤驅(qū)動器工作頻段便成為了解決問題的突破點。 “在傳統(tǒng)的設計流程中，直到樣機測試時才會知道是否存在共振問題。”辛總監(jiān)說，“若發(fā)現(xiàn)共振現(xiàn)象，也只能采用加 橡膠墊等補救措施來解決。這并沒有從根本上解決共振問題，而且需要不斷進行試驗。”然而，借助 OptiStruct 對系統(tǒng)進行 優(yōu)化后，聯(lián)想即能克服很多嘗試法中的固有缺陷。“通過在產(chǎn)品設計前期使用 OptiStruct 對主要部件進行形貌優(yōu)化，我們的 產(chǎn)品不再需要反復試驗，更有效地避免了共振的發(fā)生，進而縮短了設計周期并提升了產(chǎn)品質(zhì)量。”辛總監(jiān)說道。聯(lián)想的工程 師們借助 OptiStruct 展開模態(tài)分析，對計算機系統(tǒng)的固定側板進行優(yōu)化，避免與硬盤轉(zhuǎn)動時 120Hz 的固有頻率發(fā)生共振。      

                                                                        使用 OptiStruct 對計算機機箱面板進行結構優(yōu)化以消除共振

                                                                        優(yōu)化后的機箱上的模態(tài)分析                                                               

    “利用優(yōu)化技術快速確定設計方向是今后電子行業(yè)的必然發(fā)展趨勢。決策者能夠在設計初期衡量不同方案時以科學、 客觀、量化的方式快速確定正確的設計方向尤為重要。”辛總監(jiān)指出。

     結論 

    HyperMesh 現(xiàn)已成為聯(lián)想強大的 CAE 建模平臺，幾乎可滿足所有的工程需求。此外，聯(lián)想還將利用 HyperMesh 強大 的幾何處理功能在設置邊界層和流體邊界條件時快速生成高質(zhì)量的 CFD 單元。Altair HyperWorks CAE 平臺不僅可顯著改 善前后處理功能，還能對設計過程與結果進行優(yōu)化，因而對于整個聯(lián)想集團而言至關重要。

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