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使用 HyperStudy 和 OptiStruct 最大限度地减少车辆悬架系统的质量并提高耐用性

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技术
  • 机器人 - 自动导引车 (AGV)
  • 传感器 - 扭矩传感器
适用行业
  • 汽车
  • 设备与机械
适用功能
  • 采购
  • 产品研发
用例
  • 根因分析与诊断
  • 车辆性能监测
服务
  • 系统集成
关于客户
海斯坦普是福特、大众、宝马和本田等客户的全球底盘零部件供应商。其技术中心位于英国、西班牙和德国,通过遍布世界各地的制造基地来支持不断扩大的全球业务,开发低成本、大批量的底盘产品。组件质量和成本(与质量密切相关)是每个客户的驱动因素,自 2005 年以来,海斯坦普一直在使用基于 Altair 产品的优化驱动设计流程。海斯坦普已经认识到通过优化“U”形截面来减少质量的潜力设计。
挑战
海斯坦普是一家全球底盘部件供应商,面临着减轻后扭梁 (RTB) 悬架系统的质量并提高其耐用性的挑战。 RTB 设计是一项复杂的任务,除了满足刚度和耐久性目标之外,还需要仔细考虑弹性运动性能。实验设计 (DOE) 和优化方法用于探索可用的设计空间并最大限度地减少低成本 RTB 设计的质量。耐久性要求被认为是此类 RTB 设计的主要质量驱动因素之一。 “U 形”RTB 的设计通常需要考虑几个相互关联的目标,包括侧倾刚度和侧倾转向,这些目标受到扭转元件的形状、位置和规格的强烈影响。
解决方案
为了应对这一挑战,海斯坦普选择 Altair 开发一套自定义工具,称为“RTB 工具箱”,可用于生成满足运动学和合规性 (K&C) 要求(例如侧倾刚度/转向)的初始 RTB 概念,从而消除了最初的“试错”设计循环。该软件使用高性能预处理器 HyperMesh 中提供的功能为 RTB 装配中的每个组件设置形状设计变量。 HyperStudy 用于控制 DOE 研究,可详细了解每个目标对输入参数的敏感性。接下来是最终的优化步骤,从中生成概念表面。设计过程的下一阶段是根据优化的 Toolbox 输出创建 CAD 模型。该模型作为满足耐久性和强度标准的工作基准。
运营影响
  • The development of the RTB Toolbox resulted in a reduction in design lead time for the initial concept which was carried through the project. An additional benefit of the Toolbox design approach was the use of DOE studies. These studies have proven to be valuable as a means of quickly gaining an understanding of the sensitivity of various K&C targets to input parameters, including the shape and position of individual parts within the assembly, along with their gauges. The optimisation capability offered by OptiStruct was used extensively in order to tune the Toolbox Output design in order to meet durability targets, whilst ensuring that K&C performance is maintained. Local shape optimisation of the torsion element trim edge was also used to successfully generate design variants with different levels of Roll Stiffness.
数量效益
  • Reduction in design lead time for the initial concept
  • Quick creation of an RTB geometry that met specified K&C targets
  • Minimisation of mass while meeting durability targets

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