項目介紹
Dana控股公司是全球動力傳動系統(tǒng)、密封以及熱管理技術領域的領軍者,始終致力于通過以上技術實現(xiàn)乘用車、商用車以及非公路用車輛的節(jié)能減排及其擁有成本的降低。Dana公司擁有25,000名員工,在全球27個國家設有90多個工程、制造以及配送機構。
動力總成組件的計算機仿真始終是Dana產品開發(fā)流程中至關重要的一個環(huán)節(jié),在此仿真中需創(chuàng)建具有25,000多個表面的超大模型。
多年來,Dana的工程師們已開發(fā)出一套標準化行業(yè)方法,用于將CAD設計轉化為樣品,然后對其進行分析以發(fā)現(xiàn)故障點,進而重新設計樣品并重新測試,直至產品達到特定要求。
挑戰(zhàn)
盡管采用樣品/仿真/重新設計的方法會最終提高組件質量,但是該過程的每一步都極其耗時,因而將導致成本攀升。例如,位于美國伊利諾斯州萊爾市的Dana Power Technologies集團在對氣缸蓋和發(fā)動機缸體模型進行前處理時,需要將幾何從CAD導入,然后再由工程師進行清理,而這往往是一項繁瑣的任務。因此,完成模型的網(wǎng)格劃分就要耗費一到四天的時間。
幾年前,Dana的產品開發(fā)團隊決定采用“(一次成功)first-time-right”的設計方法,采用這種方法可以在構建樣品前就對其進行分析,從而縮短了整個設計周期。該過程的核心環(huán)節(jié)是對仿真模型進行前處理,因此,通過一種新方法提升前處理速度便是當務之急。
圖1 DANA一直是在建立原型之前進行虛擬分析
圖2 類似塑料閥蓋的復雜零件可以在SimLab中簡單快速地進行網(wǎng)格劃分
CAE部門經理Rohit Ramkumar從Dana的一位汽車制造業(yè)客戶處得知SimLab后,與Altair一同觀看了演示,并在之后獲得了試用許可。此外,針對SimLab的功能相對于其他方法的利弊,Ramkumar的同事、Dana高級CAE分析師Marsha Minkov與SimLab的一位設計師展開了長達半天的評估。由于SimLab在節(jié)省時間方面的優(yōu)勢顯而易見,他們很快便將SimLab整合到建模過程中。
使用傳統(tǒng)的工具將仿真模型從CAD導入后,需要頻繁進行大范圍的清理操作。Ramkumar表示,SimLab最大的優(yōu)勢便在于使用了原生幾何。“這是意義非凡的一步。”他說道,“借助SimLab,我們不再處理轉換后的CAD幾何,而是直接導入原生幾何。SimLab會自動快速地進行幾何清理操作。因此,SimLab可以大大縮短前處理所需時間,以往需要四天完成的工作現(xiàn)在僅需四個小時。此外,SimLab還會自動進行網(wǎng)格劃分。”
實際上,SimLab可自動進行多項前處理步驟。軟件可自動將原生幾何從CAD系統(tǒng)中導入、進行網(wǎng)格劃分、創(chuàng)建曲面和節(jié)點集以及創(chuàng)建接觸對,幾乎無需用戶進行干預。
Altair已與Dana展開合作,共同將SimLab整合到其建模過程中。最初,Altair向Dana演示了如何使用SimLab縮短建模時間。然后,Altair又提供了相關培訓,以便于Dana體驗SimLab的所有功能。自Dana引入SimLab后,Altair經常通過電話和郵件的方式為其產品開發(fā)團隊提供技術支持,并為DANA流程量身打造了一套專屬程序。
此外,Altair還與Dana一同創(chuàng)建了一組定義明確的設置,無論Dana的工程師們身處何地,均可將這些模板用于發(fā)動機模型和其他組件。使用這些模板進行網(wǎng)格劃分的所有工程師均會獲得具有相同屬性的相似網(wǎng)格。令Dana青睞的不僅僅是SimLab的前處理功能,其界面友好性以及高度的靈活性也令人贊嘆不已。同時,SimLab還提供了孔變形繪圖和溫度插值(來自不同的網(wǎng)格)等后處理功能,為工程師們提供了莫大的幫助。
解決方案
圖3 SimLab利用CAD原生幾何創(chuàng)建網(wǎng)格
圖4 SimLab自動網(wǎng)格劃分功能不僅節(jié)省了時間,而且也獲得了更精確的結果
結論
借助SimLab,Dana得以將前處理時間從幾天縮減為幾小時,從而實現(xiàn)了“一次成功”工藝,并得到了持續(xù)改進。目前,Dana的很多產品線已全線采用“CAD-分析–樣品”方法,而其他產品線上也有80%至90%的產品在使用這種方法。
在使用SimLab之前,Dana一直依靠書面文件來記錄網(wǎng)格劃分的設置和結果。而現(xiàn)在,僅借助SimLab模板,Dana即可與公司在全球范圍內的其他機構共享其省時的仿真步驟。“通過在所有分支機構中使用相同的模板,我們便可以借助這些模板控制其他Dana研發(fā)中心的網(wǎng)格劃分。”Ramkumar說道,“現(xiàn)在,我們的目標是通過簡單的鼠標點擊即可自動完成整個網(wǎng)格劃分過程。”
Ramkumar表示,得益于SimLab的高質量網(wǎng)格劃分,Dana針對其大型模型所取得的收斂性已今非昔比。“我們無需再進行切角或復雜的操作即可運行分析。”他說,“因此,我們會獲得整體質量更高的分析結果,進而最終生產出性能更加的產品。”
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本文標題:Dana利用Altair SimLab實現(xiàn)動力總成模型的自動網(wǎng)格劃分,大幅節(jié)省時間
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