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安全第一,CAE驱动设计的Maxi-Cosi儿童座椅开发流程

2015/11/18    来源:Altair        
关键字:CAE  驱动设计  HyperWorks  碰撞仿真  
本文介绍了Code Product Solutions公司利用HyperWorks、APA解决方案和PBS Works组成的CAE驱动设计流程,重新设计一款儿童安全座椅,要求减小包装空间,并使设计结果达到欧洲I等级安全标准。

项目介绍

    安全是开发儿童座椅的首要设计目标,汽车儿童安全座椅市场专家Dorel Juvenile领导设计了一款全新的安全座椅——Maxi-Cosi双向调节座椅。为了调查分析最适宜的设计方案,并考虑现实事故中的冲击力,Maxi-Cosi求助于Code Product Solutions公司,这是一家通过CAE技术为客户提供产品开发和优化的工程咨询与服务公司。在产品开发过程中,Code Product Solutions公司的工程师应用了全套Altair HyperWorks CAE模块,包括RADIOSS®碰撞仿真,OptiStruct®计算塑料部件中倾斜系统的高应力区,HyperMesh®前处理,HyperGraph®和HyperView®后处理。

    除了HyperWorks之外,Code Product Solutions公司还应用了Altair PBS ProfessionalTM,这是一个商业级的高性能作业调度和资源管理平台。如此可以实现MADYMO假人模型与RADIOSS和Moldflow联合仿真。TASS的MADYMO假人模型来自Altair合作伙伴联盟(APA)的TASS,APA通过共享HWU许可证的模式,在不增加Altair客户企业成本的同时,提供了广泛的第三方解决方案。通过Altair的技术解决方案,Code Product Solutions公司的工程师在完成设计需求的同时大大降低了研发时间和成本。

    Harold van Aken负责带领他的团队在这个项目中进行虚拟开发和碰撞仿真。Code Product Solutions是一个工程和咨询公司,通过应用Altair HyperWorks模块等CAE工具为企业客户提供产片的研发和优化。这家公司的宗旨是成为一个值得信赖的合作伙伴,使产品研发更加高效化,帮助客户节约研发时间和成本,并保证产品的综合性能。

    工程服务和咨询提供了例如设计、材料、产品工艺等方面的开发建议。很多公司在产品研发的后期才进行仿真分析,但当产品基本成型时再去修改成本会很高。Code Product Solutions公司在研发的设计阶段早期就进行仿真分析,在设计决策提出之前就针对产品的重量和性能进行优化设计。

挑战

    项目的初始目标是基于Maxi-Cosi的已有产品FamilyFix座椅进行修正,这样可以直接添加向后放置座椅的功能。很多国家都制定了儿童乘客强制标准,并且通过法律明确了不同年龄、体重和身高的儿童座椅规范。

    通常规范被分为三个阶段:对于刚出生的婴幼儿,需要使用向后朝向的婴儿座椅;对于幼龄儿童应当使用向前朝向的儿童座椅;对于年龄再大一些的儿童,应当使用辅助软垫。设计的最大挑战在于双向调节的设计要求以及减小和修改包装空间带来的载荷增加。尤其是向前朝向工况的支撑柱需要很大的结构改变。van Aken表示:“凭借我们在注塑成型设计准则、材料选择方面的丰富经验以及HyperWorks数值分析的领先技术,这些工程上的挑战才被克服。”

    婴幼儿的座椅要求向后朝向,这是因为这种坐姿可以减少正面碰撞对婴幼儿的伤害。新生儿和婴儿在没有支撑时还不足以很好的控制他们的头部,在碰撞发生时尤为明显。

    Dorel Juvenile认为应该在这个项目中执行最新的欧洲儿童安全座椅标准I规范,这需要融合更多的设计功能以及附加的相关设计要求,因此这个商业案例几乎对儿童安全座椅进行了重新设计。

图1 MaxiCosi 2wayfamily儿童座椅系统提供了两种放置方式

图1 MaxiCosi 2wayfamily儿童座椅系统提供了两种放置方式

图2 向前和向后两种坐姿下HyperWorks正面碰撞模拟

图2 向前和向后两种坐姿下HyperWorks正面碰撞模拟

责任编辑:吴星星
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