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利用仿真技术减轻儿童约束系统的 重量,提高安全性

作者:Simwe    来源:Altair    发布时间:2014-04-22    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛

项目介绍

自20世纪60年代已来,汽车儿童安全系统已经越来越有效地保护儿童以避免碰撞带来的 损伤,甚至拯救了无数生命。

安全性一直是所有儿童座椅制造商首要关注的重点,除了安全性,消费者还还会在其他 方面加以甄选,比如造型、易用性、携带的重量等。所以,制造商们需要将这些因素考虑在 内,生产满足这些需求的产品,同时也要降低成本,以在这个竞争日趋激烈的市场保持竞争 力。

Britax-Römer是儿童约束系统的世界领导者,其推椅、座椅、婴儿车及配件等产品远销 欧洲、美国、意大利、新西兰和远东地区。公司在上世纪30年代生产汽车安全产品以来,已 经在全世界的不同地区设立了工厂。

挑战

2007年,在被称作“Baby Safe Sleeper”的新型安全车研发中,Britax-Römer一直寻 找多种途径来改进安全性能、加速产品研发周期、降低制造复杂性和成本。

公司已经使用计算机辅助工程(CAE)解决方案来辅助开发流程,建立虚拟模型和验证 设计,然而,他们还需要一些额外的支持以获得更多的技术成果。作为Altair HyperWorks 的现有用户,Britax-Römer找到Altair ProductDesign来支持该项目,利用仿真技术来提高安 全性能、并尝试不同的结构布局方式减少零件数量。

“我们与Altair的合作非常愉快。他们遇到问题会一直坚持下去,直到解决 问题为止。我们所分享到的知识绝对是无价的,今后我们还会与Altair保持合 作关系。”

Iain Powell 欧洲高级工程经理 Britax-Römer

解决方案

“这是我们CAE应用的重要的一步,它能帮助我们去除不必要的零件,降低重量、复杂性和生产时间。” Britax-Röme欧洲高级工 程经理Iain Powell说道。

“这对我们来说是一次巨大的成功,Baby Safe Sleeper在德国举行的科隆国际少儿用品展览会获得了创新奖。”在仿真技术的巨大鼓舞及其给终端产品带来的性能优势下,Britax-Römer和Altair ProductDesign继续合作开始进行儿童座椅“Trifix”的研发。除了提高安全性能,该项目的另一个挑战是使重量减到最轻。更轻的座椅可以方便搬运,更容易在车厢内移动,也是消费者考虑购买的主要因素。为了应对这个挑战,Altair ProductDesign利用HyperWorks优化设计解决方案OptiStruct,为座椅的主要零件定义一个新的有效重量结构。包括座椅外壳、底座组件、引导板和加强支架。

拓扑优化用来显示新的零件几何,通过使用制造约束和已知的载荷条件来决定哪些材料可以去除,同时满足性能标准。Altair团队将 拓扑结构重构成一个新的、优化后的布局,并可进入到验证阶段。Iain Powell这样描述工作进程:“我们借助Altair英国团队来完成一个 汽车内饰扫描,完成网格划分,通过云端将模型发送到Altair德国。然后,团队着手这个座椅模型,开始在虚拟环境里分析动态性能。最 后与物理测试结果进行比较。整个流程无缝对接,合作得非常好。”

Trifix座椅的新设计是Britax-Römer的重大成功。最终设计为1.8kg(3.97lbs),比原始设计轻。满足成本目标,同时在侧碰保护性 能中有巨大的改善。该座椅在2012年赢得了著名的“红点(red dot)”产品设计奖。

结论

Britax-Römer和Altair ProductDesign的合作取得了卓越的成绩。设计小组已经将仿真技术的使用覆盖到所有新产品的研发中,并将CAE提升到设计的前端,这是对传统的物理样机和物理测试等研发方法的巨大变革。“以前我们设计一个产品并尽可能地进行各种物理测试,来不断改进其性能。我们现在借助仿真技术可以使这些昂贵的修改放在项目的开始,缩短了设计周期。”

“我们与Altair的合作非常愉快。他们遇到问题会一直坚持下去,直到解决问题为止。我们所分享到的知识绝对是无价的,今后我们还会与Altair保持合作关系。”

 
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