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

智能仿真驱动创新设计

2014/12/23    来源:e-works    作者:e-works整理      
关键字:Altair  智能  仿真  优化技术  
2014年11月28日,在e-works数字化企业网举办的“第十届中国制造业产品创新数字化国际峰会”上,Altair公司大中国区市场及业务拓展总监钱纯发表了题为《智能仿真驱动创新设计》的演讲,本文根据其演讲内容整理而成。

图1 Altair公司大中国区市场及业务拓展总监钱纯

图1 Altair公司大中国区市场及业务拓展总监钱纯

    首先通过建筑的发展和演变展示了技术改变世界让世界更加美好。接着转入制造业的主题,随着计算机及计算技术的高速发发展,仿真驱动精益研发已是不争的事实。通过视频介绍荷兰的一家三维制造工厂使用CAE仿真和三维打印技术进行产品设计的案例:一位航空工程师带着零部件设计的疑问来到工厂,通过CAE专家利用拓扑优化仿真技术,根据虚拟仿真技术在原形机上减重,同时满足所有产品的设计规范,完毕后直接进行三维打印,打印之后进行热处理,最后的零件减重达到70%,工程师非常满意地带着零件离开。这就是现代技术改变制造业。

    3D打印技术掀起了增材制造改变产品设计过程的热潮。英国Empire Cycles公司借助solidThinking Inspire对结构进行全新设计,利用3D打印技术打印了世界首辆钛金属自行车车架,通过优化技术进行结构设计,新座杆架比原始座杆轻45%,而且大大的提升了自行车的品质。

图2 3D打印自行车

图2 3D打印自行车

    从以上两个案例可以看出,仿真特别是考虑优化技术的仿真起了非常大的作用——智能仿真驱动设计。传统的设计流程是从设计到制造样机然后测试,出现问题后再进行再设计。目前,大多数企业做的流程是先通过CAD设计,然后进行CAE仿真,在仿真过程当中进行大量的虚拟测试,发现了问题在数字样机上进行修改,修改完了以后再回到CAD,当所有的性能在虚拟仿真或虚拟测试都通过以后,再进行原型机的制造,测试。这与传统的流程相比,已经节省了很多时间和金钱。

    当一个产品随着设计的深入,它的设计自由度是越来越少的,怎样在设计的初期获得尽可能多的产品的知识?如何在设计的过程获得最优的设计方案?这就是Altair倡导的智能仿真。即在CAD早期(概念设计阶段),就引入优化技术;在详细设计阶段,引入CAE在虚拟环境中不断进行优化,所以智能仿真就是将优化的理念贯穿于产品研发全过程,这样更是大大节省了时间与金钱。以某汽车咨询公司散热器支架的设计为例,该支架结构在旧车型上使用正常,满足设计要求,但在新车型上使用时失效,如何改进设计,在考虑多种载荷工况的情况下,降低支架上的应力?首先,定义设计空间,通过新车型上的工况模拟进行优化仿真,重新布置材料的分布;然后把优化得到的图形包容面提取出来进入到CAD环境,然后进一步提取进行设计,设计完毕后最终得到CAD模型,再用CAE技术进行仿真。最终通过概念优化,新支架从强度上增加了64%,刚度上增加了52%,而重量反而降低了1/3。

图3 散热器支架的智能仿真设计

图3 散热器支架的智能仿真设计

责任编辑:吴星星
本文为e-works原创投稿文章,未经e-works书面许可,任何人不得复制、转载、摘编等任何方式进行使用。如已是e-works授权合作伙伴,应在授权范围内使用。e-works内容合作伙伴申请热线: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