e-works数字化企业网  »  文章频道  »  产品创新数字化(PLM)  »  CAE

HyperWorks仿真和优化工具——驱动Cleveland Golf公司产品创新

2014/11/28    来源:Altair        
关键字:HyperWorks  仿真驱动  产品创新  
本文介绍了高尔夫球杆生产商Cleveland Golf公司应用HyperWorks软件进行产品的CAE设计仿真,以满足高尔夫球杆产品设计中不断变化的法规,持续研发出外形、触感、平衡感、击球声音及性能等各方面设计精良的产品。

下一代高尔夫球杆设计

    高尔夫球杆研发过程中不再简单考虑材料(如木材、金属或石墨)的对球杆性能的影响,为了追求最佳的性能、独特的外观、个性化的手感甚至是击球时发出的声音,生产商必须精确设计产品的各个方面。

    一直以来,高尔夫球杆产品研发是一项极其繁琐的过程,需要数月的样机设计及评估。而现在,仿真驱动设计技术实现了在充分满足严格法规的条件下极大缩短新型高尔夫球杆的研发周期。

    坐落在加州亨廷顿海滩市的高尔夫球杆生产商Cleveland Golf公司在高级球杆设计生产和挖起杆研发方面一直处于行业领先地位。该公司产品研发团队应用仿真技术评估和调整前瞻性设计方案,开发市场领先的木杆、铁杆、挖起杆和推杆产品。

    “我们对设计工程师提出的产品方案进行分析,分析范围涉及到从杆面厚度到重心位置的各个方面,”Cleveland Golf公司机械工程师Brain Schielke说,“我们的工作是改进设计工程师提供的原始方案,一个全新外形的研发可能需要花费数月,而一个稍作改进的方案验证只需数周。”

    “HyperWorks仿真软件极大提高了我们的研发效率。这不仅帮助我们生产更好的产品而且节省了时间并为探索高尔夫产品下一代技术提供了可能。”

Cleveland Golf研发经理John Rae

解决方案

法规和商业局限

    在当前严格的行业监管和商业环境下,Cleveland Golf公司将继续拓展仿真技术的应用。美国高尔夫协会(USGA)加强了高尔夫球杆头的规定。比如,限制球杆沟槽的大小以及杆头的尺寸,同时限定了球杆容许的恢复系数(COR)或弹性系数。

    “USGA制定出这些规则后,目前还没有公司按照这种尺寸或恢复系数规则研发球杆,”Scheilke的同事Alex Timmons说,“但是,随着球杆产品的发展,我们开始面临这种规则的制约并且需要一种能力去应对它。现在我们需要思考出如何在遵守这些规定的情况下继续提高球杆的质量。”除了这些挑战,USGA最近还特别限定了沟槽的尺寸,极大影响了球杆的设计。

    单从经济性方面看,现在客户们开始认真考虑他们的支出,并且不再像以前那样购买许多支球杆,所以Cleveland Golf公司需要设计出更多创新的产品,而不仅仅是当前产品的微小改进。

    “日益受到重视的经济原因给高尔夫产品生产商在价格上区别竞争对手方面提出了更大的挑战,”Timmons指出,“仿真技术是帮助Cleveland Golf公司在竞争中获胜最有力武器。通过它可以测试球杆在多种工况下的性能,如果没有这种技术,那么这些测试将是无法实现的。对高尔夫球杆来说,仅仅一点小小的变化都将对其性能造成很大的影响,仿真技术帮了我们大忙。”

应用HyperWorks进行产品造型和性能设计

    Cleveland Golf公司研发团队应用Altair HyperWorks计算机辅助工程分析(CAE)软件进行球杆仿真分析,已经确定了多种设计变量最佳值,这其中包括:材料、尺寸、形状、重心位置、板厚以及用于改善球杆耐久性、击球声响以及触感的内部肋结构的位置。

    完成这些分析任务以及简化处理这些设计因素的过程,研发小组很大程度上依赖于HyperWorks软件的应用。

    “应用HyperMesh,我们可以方便的进行几何清理和曲面编辑工作,”Timmons指出,“HyperMesh的网格划分功能也非常优秀。通过它我们可以在五分钟之内完成整个球杆头从几何模型到网格模型的创建。应用OptiStruct,我们可以定义设计变量和目标函数,求解模型后,其结果能够告诉我们在球杆哪个地方需要增厚,哪个地方放置重心等。”

    设计小组成员还应用HyperStudy联合AcuSolve软件进行材料属性的优化以研究球杆的气动性能。

图1 RADIOSS模态分析可以得到球棒的起振位置和固有频率,这些数据可以帮助预测球杆使用时的感受

图1 RADIOSS模态分析可以得到球棒的起振位置和固有频率,这些数据可以帮助预测球杆使用时的感受

责任编辑:吴星星
本文为授权转载文章,任何人未经原授权方同意,不得复制、转载、摘编等任何方式进行使用,e-works不承担由此而产生的任何法律责任! 如有异议请及时告之,以便进行及时处理。联系方式:editor@e-works.net.cn tel:027-87592219/20/21。
e-works
官方微信
掌上
信息化
编辑推荐
新闻推荐
博客推荐
视频推荐