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solidThinking Inspire在 雪地摩托车上的应用

作者:Simwe    来源:Altair    发布时间:2014-03-25    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛

项目介绍

北极星工业(Polaris Industries Inc.)于1954年成立于美国米尼苏达州,是世界闻名的雪地摩托车制造商。雪地摩托底盘结构组的工作是设计并检测雪地车的底盘,并保证这些结构能够支撑三个不同雪地车平台组的解决方案,以及满足他们的一系列要求。计算机辅助设计和有限元分析是北极星设计流程中的必要工作方法,工程师的工作就是尽量创建优化的结构,减轻重量的同时保证性能安全。

挑战

进行优化设计时,如何减少反复次数

工程师Rick Kerner是团队中负责优化设计的关键成员。多年来,他依靠两个基础的有限元分析工具,将计算机模型网格化,并使用线性静态模型方法进行分析。

“最难的部分在于,这些传统的工具需要我们不断的进行反复工作才能将模型细化,”Kerner说道。“一般来说我们要进行10到12次的反复,才能获得可靠的结果。”

所以Kerner希望找到一个能帮他快速获得优化目标的解决方案,尽量减少时间,并且还能满足新型雪地摩托结构设计的优化需求。

解决方案

组合使用solidThinking Inspire及OptiStruct

2012年,Kerner在一份工程杂志上读到了一篇极其吸引他的文章。文章介绍利用solidThinking Inspire进行摩托车车架设计的案例。solidThinking Inspire是Altair公司的三维概念设计工具,它帮助工程师在设计流程的前期生成并探索高效的结构概念。

“这个案例极大调动了我的兴趣,让我有种马上跟Altair谈谈的冲动,”Kerner说道。“随后,我发现solidThinking已经包含在HyperWorks11.0中,原来我早就有这个工具了,于是我立刻将HyperWorks升级到最新版本。”

Kerner将solidThinking Inspire引入新的底盘项目,在不牺牲结构完整性的前提下将其用于一些硬性的减重目标。他使用solidThinking Inspire寻找理想的传力路径,在简单地创建设计空间、施加合适的载荷工况后,让solidThinking Inspire自动生成满足底盘需求的设计。

他还将Inspire生成设计形态的能力与Altair的优化工具OptiStruct结合起来,利用OptiStruct来检测之前的底盘拓扑优化结果,为原来由管子焊接出来的部件寻找更加高效的重量及强度解决方案。

“当我们开始应用了Inspire,所有的进程都加快了,”Kerner解释道,“使用Inspire获取传力路径,能让我们获得最基础的工程形态,然后我们将工作转移到OptiStruct当中去细化形态,使其更适合制造和刚度要求。”

工程师们也将Inspire和OptiStruct组合起来,评估以铝结构代替钢部件的减重潜力。

“在Inspire中,我们仅保留所有定位点,将钢结构移除,”Kerner说道,“然后让Inspire生成一个支撑铝结构的新的形状。然后我们对这个结构进行评估,决定哪里需要保留钢管,而哪里应用铝材料是可行的。我们创建了一个新的铝材设计,并将其组装到装配体中,满足了我们对重量及载荷的要求。”

 
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