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HyperWorks整车轻量化.pdf

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HyperWorks 整车轻量化应用 徐自立 2013年8月29日
Copyright © 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 优化驱动的设计流程——白车身设计 效果: 概念设计刚度增加一倍,同时质量减少一半 CAD 效率: 3轮分析, 8 周 尺寸和形状优化 设计空间 工业设计造型 拓扑优化 Crash 造型 优化 CAD NVH
Copyright © 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 整车优化分类 优化过程需要综合考虑NVH、crash、疲劳、可成型性等性能 拓扑 尺寸 形貌 拓扑 尺寸 BIW 尺寸 形状 自由 形状 尺寸 形状 HST MDO HST MDO
Copyright © 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. CASE1:荣威550开发 • 汽车工业的激烈竞争要求 • 更快的上市时间 • 最小化开发成本 • 最小化材料使用 成功地利用优化技术是最小化成本和提升性能的关键之一
Copyright © 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 荣威550开发 • 在没有完整原型样机测试的情况下在12个月内完成汽车的虚拟设计 • 后续的车辆测试表明CAE的预测具有足够的精度 • 在如此短的时间内使用CAE进行车辆开发的关键因素有: • 统一的软件包(主要是HyperWorks) • 广泛使用自动化技术(批处理网格划分,自动报告生成等) • 大量使用优化技术 • 不仅实现了性能提升和减重,也是大幅缩短开发周期的关键
Copyright © 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 荣威550开发 • 每一个阶段开始于同一个完整的 CAE模型 • 各阶段广泛使用前后处理的自动化 功能 • 在设计的早期阶段使用概念优化和 全局优化得到高效的基础结构 • 然后这些基础结构在后续阶段被分 解为各个局部并进行局部性能优化 • 使用优化技术在阶段3的目标已经超 越预定目标,从而在阶段4有更大的 图中Y轴代表crash, NVH和durability 的综合性能 减重空间 CAE驱动的车辆开发流程
Copyright © 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 概念设计优化 • 使用Altair OptiStructc对影响整体性能的部分进行结构优化 • 必须满足设计区域约束和载荷工况 • 使用拓扑优化确定材料的最优分布 • 使用形状优化和尺寸优化确定最佳形状和尺寸 前段的拓扑优化结果 对碰撞模型进行 形状和尺寸优化
Copyright © 2013 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. 全局优化 • 全局优化的目标:在设计的早期阶段找出结构的关键区域 • 提高全局刚度和全局模态性能的关键区域 • 优化的目标是不增加质量的情况下提高全局性能 • 下图的颜色表示对全局贡献的大小:
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