Altair HyperWorks與產品設計咨詢在軍隊防御系統的應用

2017-02-15 by:CAE仿真在線來源:互聯網

對新型軍用車輛的分析支持

部隊防御公司(FPI)發明了一種新的軍用車輛取名為:“水牛”。 “水牛”是一種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)。它具有開拓性的設計,其使用的無大梁結構殼體設計能夠使爆炸通過反射偏離車內人員。目前已經成為美國軍用車輛新的設計標準MRAP(抵御地雷、伏擊保護)。如今FPI正利用Altair HyperWorks工具與產品設計咨詢服務進行一系列基于MRAP標準的產品開發。

Altair HyperWorks與產品設計咨詢在軍隊防御系統的應用hypermesh分析圖片1

從專門設計到軍用標準

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

FPI分析部門主管Harley Wattrick說:“過去,在尚未有軍方標準的產品的時候,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更小更通用的‘水牛’,我們稱其為‘美洲獅’。在簽訂‘美洲獅’合同時附上了軍用標準,即SAE標準和NTSA標準,軍隊希望MRAP車輛可以滿足這些標準。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。

當時,FPI沒有正式的內部分析能力。Harley Wattrick在福特工作20年后接受了聘任并負責組建公司分析小組。他的第一個任務是:走訪軟件供應商并選擇分析工具。

Harley Wattrick說:“經過全面考慮,我認為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,還可以使用優化工具OptiStruct進行基于NASTRAN格式的優化,這使得學習和操作都非常簡單。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,我們的能力和預算都很有限。HyperWorks提供的產品的性能、價值和廣度令我們印象深刻。”

Altair HyperWorks與產品設計咨詢在軍隊防御系統的應用hypermesh分析圖片2

將分析變成設計流程的重要部分

Harley Wattrick和后來的Lorraine Pizzirani都是經驗豐富的CAE設計專家。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下一步工作前先進行一個基本的分析。

Harley Wattrick說:“我們已經開發了一個流程,使仿真分析轉變為引導原型樣機開發的角色。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是否需要調整設計。”

HyperWorks的優點之一是可以很輕松地導入FPI采用的SolidWorks幾何模型。不必在導入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。將HyperWorks的分析功能增加到設計流程中不僅提高FPI產品的質量,縮短了產品周期,而且為產品滿足標準提供了文檔化的證明。

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

車輛起重裝置——右前方起重裝配體

Altair HyperWorks與產品設計咨詢在軍隊防御系統的應用hypermesh分析圖片3

與Altair產品設計咨詢團隊的合作

隨著公司業務的快速增長,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“水牛”也就是“印度豹”在高機動多用途輪式車領域方面作為美洲豹的替代品正在制作早期原型樣機。作為“水牛”底盤的麥克底盤也需要重新設計。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。

Altair HyperWorks與產品設計咨詢在軍隊防御系統的應用hypermesh應用技術圖片4

Harley Wattrick說:“在我們可支配時間內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的公司后,我們一致認為Altair產品設計咨詢團隊的報價是頗具競爭力的。Altair產品設計咨詢在汽車設計分析方面具有深厚的經驗,給我們帶來了很多幫助。

還有很多其它優點,如一致性。例如當他們完成一個任務后,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。或許對于他們完成開發的整套懸架系統我們無法設計,但我們可以很快地進行局部修改,將零件A替換成零件B、調節彈簧剛度、改變沖擊率然后重新運行。”