汽車零部件開發(fā)性能仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：Dreameron 創(chuàng)建時(shí)間：2016-08-15
汽車零部件開發(fā)性能仿真的實(shí)例教程
蘭蒂奇集團(tuán)提供各種化學(xué)中間體、聚酰胺聚合物、高性能技術(shù)聚合物和先進(jìn)紡織解決方案，產(chǎn)品包括尼龍紗、聚酯紗、回收紗和生物源紗，醫(yī)療保健領(lǐng)域的非織造布和保護(hù)裝置。蘭蒂奇為多個(gè)工業(yè)部門開發(fā)產(chǎn)品，包括汽車，電氣電子，消費(fèi)品，服裝，家具，建筑，家用電器和體育運(yùn)動(dòng)。他們擁有一支包括應(yīng)用開發(fā)、技術(shù)服務(wù)和研發(fā)在內(nèi)的全球團(tuán)隊(duì)，能夠在從概念設(shè)計(jì)到工程和生產(chǎn)的所有項(xiàng)目階段為客戶提供最高的專業(yè)支持。
面臨挑戰(zhàn)
將金屬部件換成輕便、堅(jiān)固的塑料部件
Acerbis在摩托車越野賽塑料、自行車保護(hù)和配件售后市場(chǎng)具有重要地位，他向蘭蒂奇集團(tuán)提出了一個(gè)特殊的要求：他們想用一個(gè)重量更輕、強(qiáng)度更高的塑料部件來(lái)取代一個(gè)特定的自行車部件——一個(gè)由6061鋁合金制成的后搖臂。電動(dòng)自行車的新?lián)u臂設(shè)計(jì)必須提供同樣的性能表型，同時(shí)還要與自行車美學(xué)相融合，具有吸引人的表面外觀和顏色選擇，并且能夠在長(zhǎng)時(shí)間的紫外線照射下抵抗褪色。
蘭蒂奇集團(tuán)高性能聚合物市場(chǎng)營(yíng)銷和技術(shù)服務(wù)CAE分析師Claudio Ghilardi解釋說(shuō):“我們需要一種結(jié)合剛度和機(jī)械強(qiáng)度來(lái)承受靜載荷和抗疲勞能力的解決方案?！坝捎谶@項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的戶外性質(zhì)，我們還需要一種對(duì)濕度不那么敏感的產(chǎn)品。”
解決方案
具有成本效益和輕量級(jí)的生態(tài)設(shè)計(jì)
在各個(gè)行業(yè)，制造商越來(lái)越多地尋求用具有同等功能的工程塑料部件來(lái)取代金屬部件。雖然這種金屬部件向工程聚合物部件的過渡已經(jīng)持續(xù)了幾十年，但各個(gè)工業(yè)部門都會(huì)不斷出現(xiàn)新的機(jī)會(huì)，甚至延伸到以前不被認(rèn)為是金屬替代目標(biāo)的部件。除了降低生產(chǎn)成本，環(huán)境的影響現(xiàn)在是一個(gè)關(guān)鍵的驅(qū)動(dòng)因素，從充分的材料回收到通過輕量化來(lái)降低排放。
展開 并且基于云圖結(jié)果得到設(shè)計(jì)啟示，針對(duì)不同工況需要考慮不同區(qū)域的強(qiáng)化設(shè)計(jì)，提高零部件的可靠性，保證客戶行車中的安全。
②疲勞結(jié)果：疲勞性能是拖拽裝置開發(fā)的另一重要任務(wù)，因?yàn)樵摿慵谲囕v行駛過程中反復(fù)受到拖車的動(dòng)態(tài)沖擊載荷作用。基于國(guó)標(biāo)工況，在拖拽球頭位置施加正弦載荷，采用SN Sequential fatigue計(jì)算結(jié)果如下圖7、圖8所示。圖7鈑金結(jié)果表明，鋼板壽命大于200萬(wàn)次要求。圖8結(jié)果表明，焊縫疲勞壽命大于200萬(wàn)次要求。因此，該結(jié)構(gòu)滿足疲勞性能要求，但同時(shí)也該看到，該設(shè)計(jì)方案的疲勞壽命處于無(wú)限壽命狀態(tài)，具備一定的減重設(shè)計(jì)空間。然而，減重方案也要考慮到強(qiáng)度的安全余量。需要解決該問題，可借助 HyperStudy 實(shí)現(xiàn)，后續(xù)和大家再交流，不在此文章中討論了。
③ 結(jié)果比較：上述建模過程及計(jì)算結(jié)果與傳統(tǒng)有限元方法進(jìn)行了對(duì)比，如下表所示，結(jié)果表明，simsolid 不僅具有高效的前處理優(yōu)勢(shì)，而且強(qiáng)度的相對(duì)計(jì)算誤差小于10%，疲勞計(jì)算結(jié)果一致，可高效支持結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開發(fā)。
5項(xiàng)目總結(jié)
① 高效仿真： Simsolid 提供了快捷高效的前處理解決方案，無(wú)需網(wǎng)格劃分、快速定義各種連接，大大縮短了前處理周期，并且模型求解高效。
② 應(yīng)用建議：該軟件尤其適用于設(shè)計(jì)工程師開展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的快速驗(yàn)證及方案迭代。除本案例結(jié)構(gòu)外，對(duì)于底盤控制臂、轉(zhuǎn)向節(jié)、副車架等結(jié)構(gòu)件同樣適用。工程師利用 SimSolid 開展常規(guī)的強(qiáng)度分析、模態(tài)分析和疲勞分析，加速設(shè)計(jì)迭代，縮短性能目標(biāo)達(dá)成周期。
展開 *本文源自汽車行業(yè)用戶范會(huì)超投稿
1.背景
車型短周期開發(fā)背景下，高效的仿真技術(shù)顯得尤為重要。Altair 推出了多款加速設(shè)計(jì)/仿真的軟件，其中無(wú)網(wǎng)格軟件 SimSolid 與業(yè)務(wù)有一定的契合度，有必要論證其在汽車零部件結(jié)構(gòu)分析領(lǐng)域的可行性。
2.目標(biāo)
評(píng)估 Altair SimSolid 在零部件開發(fā)過程中的應(yīng)用可行性。
3.主要工作容
3.1 軟件功能簡(jiǎn)介
Altair SimSolid 是款專門為快速發(fā)展的設(shè)計(jì)流程開發(fā)的結(jié)構(gòu)分析軟件。它消除了幾何體簡(jiǎn)化和網(wǎng)格化，大大縮短了結(jié)構(gòu)的分析周期。SimSolid 基于無(wú)網(wǎng)格技術(shù)，計(jì)算引擎基于對(duì)外部逼近理論的突破性擴(kuò)展，不使用傳統(tǒng)FEA固有的逐點(diǎn)自由度，因此在計(jì)算時(shí)間和內(nèi)存占用方面提供了優(yōu)越的性能指標(biāo)。
SimSolid 主要是通過設(shè)置部件之間的間隙和穿透容差實(shí)現(xiàn)裝配體的連接，可實(shí)現(xiàn)焊點(diǎn)/焊縫的批量連接，同時(shí)新版本增加了多種虛擬連接(襯套、接頭、銷等)， 其對(duì)底盤系統(tǒng)或者工程系統(tǒng)的連接有很好的效果。
3.2 確定論證方案
本案例選取汽車底盤控制臂和后保險(xiǎn)杠作為研究對(duì)象，進(jìn)行分析精度和工作效率的可行性論證，并與廣泛應(yīng)用的有限元軟件 Abaqus 進(jìn)行了對(duì)比。
選取依據(jù)：
選用了典型的底盤件前下控制臂，該零件涉及沖壓、焊接、鍛造成型工藝，同時(shí)從實(shí)體下控制臂結(jié)構(gòu)和板殼下控制臂結(jié)構(gòu)兩方面驗(yàn)證軟件的精度。分析過程涉及到材料非線性和幾何非線性。
后保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)型面復(fù)雜，使用傳統(tǒng)有限元前處理耗時(shí)較多，仿真工況涉及約束模態(tài)分析以及表面剛度分析。
3.3 控制臂仿真分折可行性論證
①案例說(shuō)明：采用鍛造擺臂結(jié)構(gòu)，在擺臂球銷位置，施加不同的位移，提取相應(yīng)的支反力和結(jié)構(gòu)應(yīng)力，對(duì)比軟件的非線性分析精度。
展開 概 述
在很多工業(yè)應(yīng)用中，了解結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性能對(duì)于產(chǎn)品的安全至關(guān)重要。汽車工程師致力于汽車乘坐舒適性和車內(nèi)噪聲的控制研究，航空航天工程師努力控制飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和噪聲，以提供更好的客艙舒適度體驗(yàn)。
了解地震和風(fēng)作用下的建筑物和橋梁的動(dòng)態(tài)響應(yīng)對(duì)土木工程師來(lái)說(shuō)很重要，在機(jī)械、電子、能源和其他領(lǐng)域也可以找到許多其他例子，動(dòng)態(tài)性能在客戶滿意度、安全性和產(chǎn)品壽命方面起著至關(guān)重要的作用。
MSC Nastran是行業(yè)領(lǐng)先的多學(xué)科有限元分析求解器，它提供了一個(gè)完整的解決方案，可以虛擬測(cè)試產(chǎn)品（無(wú)論大小）在各種負(fù)載下的動(dòng)態(tài)行為，從而降低產(chǎn)品開發(fā)成本，同時(shí)提高設(shè)計(jì)的性能和安全性。憑借用于模態(tài)響應(yīng)和頻率響應(yīng)分析的高度可擴(kuò)展性、計(jì)算效率高的算法，MSC Nastran十分適合解決超大模型，還可以進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)分析，以分析結(jié)構(gòu)對(duì)地震和風(fēng)載荷的響應(yīng)。響應(yīng)和沖擊譜的生成和分析提供了組合模態(tài)響應(yīng)以確定響應(yīng)峰值的能力。
展開 基于知識(shí)工程的CATIAV5可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品定義過程的自動(dòng)操作,利用企業(yè)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)加快確定設(shè)計(jì)方案,幫助設(shè)計(jì)人員在最短的時(shí)間內(nèi)做出正確的決策并實(shí)現(xiàn)零錯(cuò)誤的最佳設(shè)計(jì)和提高產(chǎn)品質(zhì)量。本文以汽車零部件開發(fā)為例,深入介紹了CATIAV5知識(shí)工程功能的應(yīng)用。
點(diǎn)評(píng):
catia V5將知識(shí)工程應(yīng)用于汽車零部件開發(fā).PDF
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汽車零部件開發(fā)性能仿真的最新內(nèi)容
西門子汽車零部件仿真主題研討會(huì)（報(bào)名有禮）4個(gè)月前
立即報(bào)名
在白熱化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和日益嚴(yán)格的法規(guī)要求下，汽車零部件企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)中正承受著前所未有的壓力。整車廠不僅期待高精度、高可靠的仿真結(jié)果，更希望零部件能深度融入整車研發(fā)流程，通過早期設(shè)計(jì)協(xié)同和系統(tǒng)級(jí)仿真，主動(dòng)識(shí)別并解決潛在問題。傳統(tǒng)的研發(fā)手段和研發(fā)流程難以繼續(xù)支撐復(fù)雜的軟硬件集成設(shè)計(jì)，機(jī)電熱液控系統(tǒng)的互相影響，無(wú)法快速響應(yīng)用戶需求、有效縮短周期并優(yōu)化成本
西門子汽車零部件仿真主題研討會(huì)（互動(dòng)有禮）4個(gè)月前
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在白熱化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和日益嚴(yán)格的法規(guī)要求下，汽車零部件企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)中正承受著前所未有的壓力。整車廠不僅期待高精度、高可靠的仿真結(jié)果，更希望零部件能深度融入整車研發(fā)流程，通過早期設(shè)計(jì)協(xié)同和系統(tǒng)級(jí)仿真，主動(dòng)識(shí)別并解決潛在問題。傳統(tǒng)的研發(fā)手段和研發(fā)流程難以繼續(xù)支撐復(fù)雜的軟硬件集成設(shè)計(jì)，機(jī)電熱液控系統(tǒng)的互相影響，無(wú)法快速響應(yīng)用戶需求
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在白熱化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和日益嚴(yán)格的法規(guī)要求下，汽車零部件企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)中正承受著前所未有的壓力。整車廠不僅期待高精度、高可靠的仿真結(jié)果，更希望零部件能深度融入整車研發(fā)流程，通過早期設(shè)計(jì)協(xié)同和系統(tǒng)級(jí)仿真，主動(dòng)識(shí)別并解決潛在問題。傳統(tǒng)的研發(fā)手段和研發(fā)流程難以繼續(xù)支撐復(fù)雜的軟硬件集成設(shè)計(jì)，機(jī)電熱液控系統(tǒng)的互相影響，無(wú)法快速響應(yīng)用戶需求、有效縮短周期并優(yōu)化成本
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1 工程背景
在全球化與國(guó)內(nèi)消費(fèi)升級(jí)雙重推動(dòng)下，中國(guó)汽車出口持續(xù)增長(zhǎng)，其中歐美市場(chǎng)占比超30%，而該區(qū)域80%以上的家庭用戶對(duì)車輛拖拽功能有明確需求；與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)房車保有量也連續(xù)增長(zhǎng)，拖拽房車出行的場(chǎng)景快速普及，這使得拖拽連接裝置的設(shè)計(jì)需求更迫切、性能要求更嚴(yán)苛。
此外，拖拽裝置需通過嚴(yán)苛的認(rèn)證試驗(yàn)，強(qiáng)度性能需承受車輛滿載重量
*本文投稿自汽車行業(yè)用戶范會(huì)超
1 工程背景
在全球化與國(guó)內(nèi)消費(fèi)升級(jí)雙重推動(dòng)下，中國(guó)汽車出口持續(xù)增長(zhǎng)，其中歐美市場(chǎng)占比超30%，而該區(qū)域80%以上的家庭用戶對(duì)車輛拖拽功能有明確需求；與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)房車保有量也連續(xù)增長(zhǎng)，拖拽房車出行的場(chǎng)景快速普及，這使得拖拽連接裝置的設(shè)計(jì)需求更迫切、性能要求更嚴(yán)苛。
此外，拖拽裝置需通過嚴(yán)苛的認(rèn)證試驗(yàn)，強(qiáng)度性能需承受車輛滿載重量
Ansys SimAI可幫助工程師在整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程中，快速預(yù)測(cè)機(jī)械、熱學(xué)及化學(xué)等基于物理的性能表現(xiàn)
主要亮點(diǎn)
作為新思科技仿真和分析解決方案產(chǎn)品組合的一部分，Ansys SimAI?平臺(tái)助力Sumitomo Riko將仿真速度相較于傳統(tǒng)仿真方法提高了10倍以上
Sumitomo Riko正在使用SimAI快速生成易于專家和新手訪問的高保真度模型
行業(yè)現(xiàn)狀：
檢具是用于檢測(cè)汽車零部件尺寸質(zhì)量的專業(yè)工具，是零部件質(zhì)量評(píng)價(jià)所不可或缺的一環(huán)。隨著我國(guó)新能源汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，專業(yè)的客制化檢具需求也不斷增加，以此滿足諸多零部件的質(zhì)量評(píng)定。
然而新車型的研發(fā)，往往伴隨著大量的檢具定制成本。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每一輛汽車的車身部分都包含著三千多個(gè)鈑金件及上百個(gè)飾件，汽車主機(jī)廠將會(huì)按需求定制數(shù)量龐大的檢具設(shè)備，來(lái)滿足諸多零部件的尺寸質(zhì)量檢測(cè)需求。每年花費(fèi)的檢具上的費(fèi)用可能多達(dá)上千萬(wàn)
行業(yè)現(xiàn)狀
檢具是用于檢測(cè)汽車零部件尺寸質(zhì)量的專業(yè)工具，是零部件質(zhì)量評(píng)價(jià)所不可或缺的一環(huán)。隨著我國(guó)新能源汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，專業(yè)的客制化檢具需求也不斷增加，以此滿足諸多零部件的質(zhì)量評(píng)定。
然而新車型的研發(fā)，往往伴隨著大量的檢具定制成本。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每一輛汽車的車身部分都包含著三千多個(gè)鈑金件及上百個(gè)飾件，汽車主機(jī)廠將會(huì)按需求定制數(shù)量龐大的檢具設(shè)備，來(lái)滿足諸多零部件的尺寸質(zhì)量檢測(cè)需求。每年花費(fèi)的檢具上的費(fèi)用可能多達(dá)上千萬(wàn)
*本文源自汽車行業(yè)用戶范會(huì)超投稿
1.背景
車型短周期開發(fā)背景下，高效的仿真技術(shù)顯得尤為重要。Altair 推出了多款加速設(shè)計(jì)/仿真的軟件，其中無(wú)網(wǎng)格軟件 SimSolid 與業(yè)務(wù)有一定的契合度，有必要論證其在汽車零部件結(jié)構(gòu)分析領(lǐng)域的可行性。
2.目標(biāo)
評(píng)估 Altair SimSolid 在零部件開發(fā)過程中的應(yīng)用可行性。
3.主要工作容
3.1 軟件功能簡(jiǎn)介
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車型短周期開發(fā)背景下，高效的仿真技術(shù)顯得尤為重要。Altair 推出了多款加速設(shè)計(jì)/仿真的軟件，其中無(wú)網(wǎng)格軟件 SimSolid 與業(yè)務(wù)有一定的契合度，有必要論證其在汽車零部件結(jié)構(gòu)分析領(lǐng)域的可行性。
2.目標(biāo)
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3.主要工作容
3.1 軟件功能簡(jiǎn)介
