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Pro/ENGINEER结构仿真功能让达拉拉(Dallara)公司 对物理样机说“再见”
转载 :  zaoche168.com   2012年01月29日
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  达拉拉(Dallara)汽车公司,意大利帕尔马市

  1972年由Gian Paolo Dallara创立的达拉拉汽车公司,现已发展成为世界上最令人羡慕和敬重的主流赛车设计商和制造商,她为勒芒、三级方程式(F3)、印地赛车联盟(IRL)提供赛车。

  从1997年该联盟成立开始,达拉拉就生产IRL底盘,公司生产的赛车因设计与技术先进而享誉全球,公司不断提升在全球最著名赛道上的安全、速度和性能水准。

  挑战:优化设计过程

  达拉拉希望提高IRL赛车底盘的安全性、强度和性能,使世界级的赛车队能够提高马力、分秒必争,从而确保达拉拉的底盘和部件始终是世界IRL赛车队的首选。

  解决方案:Pro/ENGINEER支持并行工程

  将PTC的Pro/ENGINEER结构仿真软件与Pro/ENGINEER设计和制造软件结合使用,能够让达拉拉的结构仿真与设计工程师,在相同的软件环境下,对同一模型进行并肩协作。

  结果:受奖区的达拉拉

  作为11年多的Pro/ENGINEER热心用户,达拉拉领会到使用Pro/ENGINEER结构仿真软件的3大独特优势:

  ·为设计与仿真提供单一的开发环境

  使用原创设计与仿真软件,肩并肩工作的设计与结构工程师,能够实时仿真、优化并测试赛车,根据零件的复杂程度,可节省1小时至2天时间。

  ·消除对物理样机的需要

  通过在设计与开发中及早使用Pro/ENGINEER仿真工具仿真赛车的性能,达拉拉消除了物理样机,由此,每件样机节约资金5万到7万美元,并提高赛车生产的质量和数量。

  ·为所有工程师提供易学易用解决方案

  由于Pro/ENGINEER结构仿真分析易学易用,所以,工程师无需精通有限元分析(FEA)。任何工程师均能进行分析与仿真,以便对产品质量和性能进行优化。

  使用Pro/ENGINEER 3D CAD和仿真软件工具,达拉拉的结构仿真与设计工程师能够并肩工作,快速设计出世界级的赛车部件。

  速度-性能-安全

  印地赛车联盟的赛车为外露车轮、单座、敞开式座舱,其前后翼板和车身底盘会产生“地面效应”。IRL底盘的重量至少达到1,550磅,成本将近30万美元。采用碳纤维复合单壳式车身。底盘及其支撑框架和结构是车辆唯一最重要特征。对达拉拉的工程师来说,设计底盘时的目标就是提高车速和性能,同时要保证车手的安全。

  达拉拉在赛车底盘制造领域优势如何呢?2002年,印地500汽车赛的前10名车手中,有8名驾驶的是由达拉拉底盘制造的赛车。

  在这项通过数秒钟赢取荣誉和财富的运动中,即使最微不足道的技术优势也必须努力追求,以帮助车手赢得比赛。这意味着,赛车底盘的每个部件均以优化性能为设计目标。


使用Pro/ENGINEER仿真软件完成的IRL单壳式结构仿真效果图

  真正突破:省却物理样机

  在使用Pro/ENGINEER仿真软件的前几年中,达拉拉的工程师建立了一套测试和分析方法,该方法保证设计方案能够通过严格的国际汽车联邦的安全试验,该试验通常在开发阶段的后期进行。

  认识到Pro/ENGINEER数字赛车设计和仿真试验能够保证最高水平的底盘质量和安全性之后,达拉拉决定省去用于验证赛车设计的物理样机的制作。这一决定可以使每个样机节省资金5万多美元。

  风洞试验最为紧要

  如今,结构仿真与设计工程师无需把大量开发时间花费在创建和破坏物理样机上,而是把宝贵时间花在最紧要的事情上:风洞试验。经验证明,达拉拉的工程师们在风洞中试验、优化和分析底盘部件所花的时间越多,则产品越好。达拉拉公司首席设计师Luca Pignacca解释说:“如果您想在印地赛道上每小时行驶240英里,则必须具备良好的空气动力学性能。我们在风洞中耗费的时间几乎与车辆空气动力学性能成线性比例。如果我能在风洞试验上多用2个月时间,则可能意味着每小时的速度提高1英里,而这对于一辆印地赛车来说,将是一次巨大提高。”

  尽管公司在样机上节省了5万多美元,更大成本却是时间。

  “样机制作并非费用问题,而是时间问题。因为我在风洞中花费更多的时间,最大限度地对车辆进行精雕细琢,我就可以多销售10辆车,这意味着可能收入400万美元。重要的不是因为不破坏一台单壳式车身节省了金钱,而是有可能在这段时间进行改进。它意味着销售更多的车辆和更好的车辆。”Pignacca解释说。

  满足紧迫进度计划和生产目标

  消除物理样机还意味着达拉拉能够更加轻松地满足客户交货目标。在赛季间隔极短的情况下,达拉拉要在一个赛季中争分夺秒地开发生产60多辆车,一个赛季9到12个月不等。为了满足计划要求,达拉拉需要至少在交货日期前4、5个月开始生产部件。达拉拉对设计方案通过安全试验非常自信后,就可以早早开始制造车辆部件,这个时间要比底盘设计完成早许多。

“以往,在通过测试之前,我们无法开始部件(例如单壳式车身)的批量生产。我们需要制作首辆样车,以便确定各部分配合是否良好。如今,我们自己有一套方法,能够保证一定通过安全测试。每当进行测试之前,我们总能做好10到15辆车。”Pignacca说。

  通过试验

  Pro/ENGINEER仿真软件的仿真与分析结果的精确性,使达拉拉对成功通过安全测试充满信心。

  “我们意识到其中存在少许风险,因为,预见一切可能问题是非常困难的。”Pignacca补充说:“但是,有了Pro/ENGINEER仿真与设计工具,我们确信问题已经不复存在。例如,我们制作了一套悬架叉形杆虚拟样机,准备制造40套,由于我们确认叉形杆在悬架行程中不会发生干涉,也不会在承载情况下发生断裂,等等。所以,回到结构分析,我们确信能够通过测试。”

   在单一设计环境中进行设计和仿真

  对达拉拉来说,优化底盘在瓶颈车速下的安全性、质量和性能的最重要途径之一就是Pro/ENGINEER设计与结构仿真软件所提供的单一设计环境。达拉拉的结构仿真与设计工程师能够并肩工作,对模型进行实时修改,直至得到最佳造型。这种并行工程技术使达拉拉能够简化设计过程,并以更快的速度将更优秀、更安全的设计交付生产。

  Pignacca解释说:“这一[设计环境]简直难以置信。您可以让两名设计师处理造型,一名结构仿真工程师,一名设计工程师,设计师想着不同的解决方案。他可以得到结构仿真工程师的即刻反馈。两名设计师的工作对象是同一模型。结构仿真工程师能够就某个方面是否可行直接告知设计工程师。

“如果使用的是其它仿真分析包,那么我需要将IGES文件导入另一套系统。我必须启动应用程序,进行曲面匹配,运行分析程序,读取结果,然后,再回头找设计工程师确定是否可行。这个过程可能耗费3、4个小时。而利用Pro/ENGINEER,则可以实时完成该过程。我可以改变一处倒角,同时运行分析程序,这对我们来说绝对是一个优势。”

  每位工程师都可以轻松进行仿真和分析

  在大多数制造业公司中,模型仿真与分析软件唯“专家”独用。Pro/ENGINEER结构仿真软件的优势就在于,它对每位用户都是简单易行的。工程师无需高水平分析技术或多年有限元分析经验。如今,工程师能够在同一Pro/ENGINEER环境下,直接通过桌面对3D数字模型进行数百次测试,从而保证设计能够按照预期结果交付生产。

  在达拉拉公司,负责仿真分析的结构工程师并未接受正规大学仿真测试培训,在加入达拉拉之前,他们从未用过Pro/ENGINEER结构和热传导仿真软件包。所有这些技能都是在公司内利用相对短暂的时间掌握的,Pignacca这样说:“Pro/ENGINEER仿真技术的确易学易用。我的所有工程师都能使用该工具进行分析。”

  运用有限元分析校验达拉拉LMP900型赛车的部件,以便迎战24小时勒芒汽车赛。

  制胜组合

  归根结底,达拉拉成功的真正秘诀在于,一流的工程设计辅以卓越的工程软件。借助PTC提供的易学易用、高性能、集成式仿真与设计工具,达拉拉希望打造更加精良的底盘和赛车部件,刷新记录,在所参加的IRL、F3和所有锦标赛中再赢新奖。

  如此说来,当您下一次观看印地赛车联盟赛事时,完全有机会看到达拉拉制造的赛车力克群雄,稳居受奖区,而这一切,很大程度上要归功于Pro/ENGINEER仿真软件。


 

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