Altair HyperWorks與產(chǎn)品設(shè)計咨詢在軍隊防御系統(tǒng)的應(yīng)用

2017-02-15 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

對新型軍用車輛的分析支持

部隊防御公司(FPI)發(fā)明了一種新的軍用車輛取名為:“水?！?。 “水?！笔且环N建造在麥克卡車底盤上的令人生畏的大型軍用車輛。它的任務(wù)是清除陸地上的地雷和簡易爆炸裝置(IEDs)。它具有開拓性的設(shè)計,其使用的無大梁結(jié)構(gòu)殼體設(shè)計能夠使爆炸通過反射偏離車內(nèi)人員。目前已經(jīng)成為美國軍用車輛新的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)MRAP(抵御地雷、伏擊保護)。如今FPI正利用Altair HyperWorks工具與產(chǎn)品設(shè)計咨詢服務(wù)進行一系列基于MRAP標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品開發(fā)。

Altair HyperWorks與產(chǎn)品設(shè)計咨詢在軍隊防御系統(tǒng)的應(yīng)用hypermesh分析圖片1

從專門設(shè)計到軍用標(biāo)準(zhǔn)

無武裝卡車和高機動多用途輪式車等人員輸送車輛已經(jīng)成為反恐戰(zhàn)爭中的主要被襲目標(biāo)。

FPI分析部門主管Harley Wattrick說:“過去,在尚未有軍方標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品的時候,我們受到額外的待遇,將‘水牛’銷售給軍方。隨后他們要求我們生產(chǎn)更小更通用的‘水?！?我們稱其為‘美洲獅’。在簽訂‘美洲獅’合同時附上了軍用標(biāo)準(zhǔn),即SAE標(biāo)準(zhǔn)和NTSA標(biāo)準(zhǔn),軍隊希望MRAP車輛可以滿足這些標(biāo)準(zhǔn)。并要求提供分析文檔以確保新車輛滿足這些要求,包括約束和牽引性能。

當(dāng)時,FPI沒有正式的內(nèi)部分析能力。Harley Wattrick在福特工作20年后接受了聘任并負(fù)責(zé)組建公司分析小組。他的第一個任務(wù)是:走訪軟件供應(yīng)商并選擇分析工具。

Harley Wattrick說:“經(jīng)過全面考慮,我認(rèn)為HyperWorks軟件包是最佳選擇。它提供了我們需要的求解器(包括RADIOSS),既可以做線性求解又可以做非線性求解,還可以使用優(yōu)化工具OptiStruct進行基于NASTRAN格式的優(yōu)化,這使得學(xué)習(xí)和操作都非常簡單。幾乎我們所有FEA工程師進入公司時就能夠使用HyperMesh。作為一個剛剛起步的公司,我們的能力和預(yù)算都很有限。HyperWorks提供的產(chǎn)品的性能、價值和廣度令我們印象深刻?！?/span>

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將分析變成設(shè)計流程的重要部分

Harley Wattrick和后來的Lorraine Pizzirani都是經(jīng)驗豐富的CAE設(shè)計專家。他們使分析成為FPI工程流程中最受重視的部分。通常在第一個CAD概念設(shè)計剛形成的時候分析就進入了流程,工程師希望在他們繼續(xù)下一步工作前先進行一個基本的分析。

Harley Wattrick說:“我們已經(jīng)開發(fā)了一個流程,使仿真分析轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)原型樣機開發(fā)的角色。工程師可能會過來問:‘這些門的鉸鏈可以承受住這些載荷嗎?’我們可以很快做出答復(fù)是否需要調(diào)整設(shè)計?！?/span>

HyperWorks的優(yōu)點之一是可以很輕松地導(dǎo)入FPI采用的SolidWorks幾何模型。不必在導(dǎo)入CAD模型后再進行幾何清理。HyperWorks的這些功能使分析需求可以更快得到響應(yīng)。將HyperWorks的分析功能增加到設(shè)計流程中不僅提高FPI產(chǎn)品的質(zhì)量,縮短了產(chǎn)品周期,而且為產(chǎn)品滿足標(biāo)準(zhǔn)提供了文檔化的證明。

Harley Wattrick說:“我們的研究人員知道如何設(shè)計一個能夠抵御爆炸的車體外殼,但是無法很好地設(shè)計出用于承載這些技術(shù)的車輛,這些要求都是包含在MRAP內(nèi)。HyperWorks可以幫助我們給設(shè)計師一個初步分析的結(jié)果圖片,這樣他就可以馬上判斷是否有問題需要解決。所以,我們的設(shè)計質(zhì)量確實得到了提高?！?/span>

車輛起重裝置——右前方起重裝配體

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與Altair產(chǎn)品設(shè)計咨詢團隊的合作

隨著公司業(yè)務(wù)的快速增長,FPI兩人組成的分析團隊的工作量不斷增加。繼“美洲豹”之后輕款的“水?！币簿褪恰坝《缺痹诟邫C動多用途輪式車領(lǐng)域方面作為美洲豹的替代品正在制作早期原型樣機。作為“水?！钡妆P的麥克底盤也需要重新設(shè)計。Harley Wattrick和Lorraine Pizzirani對具有18個變量的三種車型進行分析,他們需要借助外部的分析專家。

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Harley Wattrick說:“在我們可支配時間內(nèi)能夠解答的問題是有限的。在考量了一些可以提供項目咨詢服務(wù)的公司后,我們一致認(rèn)為Altair產(chǎn)品設(shè)計咨詢團隊的報價是頗具競爭力的。Altair產(chǎn)品設(shè)計咨詢在汽車設(shè)計分析方面具有深厚的經(jīng)驗,給我們帶來了很多幫助。

還有很多其它優(yōu)點,如一致性。例如當(dāng)他們完成一個任務(wù)后,我們可以直接拿來進行重新運行,因為他們也使用HyperWorks,我們拿到結(jié)果文件和直接可以運行的輸入模型(我們知道如何在前后處理器HyperMesh中使用它們)后直接查看?；蛟S對于他們完成開發(fā)的整套懸架系統(tǒng)我們無法設(shè)計,但我們可以很快地進行局部修改,將零件A替換成零件B、調(diào)節(jié)彈簧剛度、改變沖擊率然后重新運行?！?/span>