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运用ANSYS技术设计复合材料跑车与电动自行车

2015/12/1    来源:ANSYS    作者:Martin Perterer      
关键字:ANSYS  复合材料  仿真  
本文介绍了KTM公司采用ANSYS软件实现各类高级材料的设计。此外,KTM还采用ANSYS计算流体动力学解决方案实现KTM X-Bom的外形优化,以通过降低座舱的高速湍流而确保乘客舒适度。

    复合材料在众多行业的快速普及催生出对新的设计、分析与优化技术的需求。每个行业都面临与日俱增的压力,需要推出超越竞争对手并且满足市场需求的突破性产品。对于众多需要高强度轻型材料的设计应用而言,分层复合材料是一种理想选择。尽管如此,速度更快、更频繁的产品发布以及新技术不应该牺牲最终产品的质量、可靠性与上市进程。

 纤维复合材料的工程、技术与咨询服务构成了KTM科技公司的核心业务。这家总部位于奥地利的公司成立于2008年,是KTM集团的子公司,致力于采用高性能复合材料的人员运输应用——汽车、摩托车与自行车。KTM科技公司是基于整体处理方法的经济型复合材料工程领域解决方案销售以及客户支持服务的领导者。从设计、开发、仿真到制造,各个部门同心协力为客户利益而努力。

 随着新纤维材料得到开发、旧材料被重新利用到复合材料层中以及人们对新应用的探索,复合材料的设计(尤其是碳纤维复合材料)在不断演进。KTM科技公司需要找到要求、性能与成本之间的完美平衡,同时还要超越客户的需求。该公司采用ANSYS软件实现此类高级材料的设计。此外,KTM还采用ANSYS计算流体动力学解决方案实现KTM X-Bom的外形优化,以通过降低座舱的高速湍流而确保乘客舒适度。

ANSYS COMPOSITE PREPPOST

 在复合材料设计中,两种或多种具有大相径庭的特性的材料可提供适合制造具有复杂外形的产品的轻量型、高强与高柔性组件。KTM利用ANSYS Composite PrepPost实施产品开发/概念阶段的仿真。这样使工程师能够在投入大量时间和资源前快速做出明智决策。用户友好的软件界面可以为新雇员提供快速学习曲线,同时还能够快速计算结果。业界领先的ANSYS研究软件能够提供值得企业信赖的高质量成果。

 设计人员必须预测成品在现实世界的性能,如:在赛道或道路中。故障、脱层、最终强度以及其它开发变量的预测是原型与制造阶段之前的关键工作。对于复合材料而言,只有可靠的仿真软件才能够提供对分层材料工作方式与原理的深入了解。采用Composite PrepPost实施仿真有助于避免设计与制作阶段后期出现可能影响整个项目的、代价高昂的问题。

 设计团队采用ANSYS软件的独特覆盖功能可以确定各个层的准确取向。工程师最初通过修改几何结构进行优化,如:在有问题的区域里放置挡边和加固材料。随后,他们在挑选层结构时会再调整复合材料设计。

 设计团队对能够灵活实施复杂几何结构的不同仿真尤为感兴趣。由于已经完成相关参数的定义,设计工程师可采用Composite PrepPost快速创建设计方案。工程师团队可以快速创建、运行和修改仿真模型,甚至还能够获得成本信息,这在处理初始设计并且确定特定变量在具体层的敏感性时可以提供巨大帮助。在前期获得此类信息能实现下游的节约(时间与材料)。多次调查和迭代之后,最终可以生成可供制造阶段使用的层片册。ANSYS CompositePrepPost让公司对最终产品的完整性与行为充满信心。

 秉承其赛车传统,KTM已经在电动自行车和跑车设计中成功应用复合材料。这仅仅只是该公司在高性能复合材料领域取得成功的两个例子而已。

图1 由于采用跨职能团队方法,KTM X-BOW从草图到原型只用了18个月的时间

图1 由于采用跨职能团队方法,KTM X-BOW从草图到原型只用了18个月的时间

责任编辑:吴星星
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