Process Manager在汽車制動器設(shè)計優(yōu)化中的應(yīng)用

2016-11-22 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

簡介

整個CAE分析流程中,工程師的工作量主要集中在對模型的前處理和對結(jié)果的后處理上。對于同一類產(chǎn)品的分析,前后處理工作涉及大量重復(fù)性操作。這些重復(fù)性工作不僅耗費時間,而且可能由于人為因素而造成遺漏和錯誤分析結(jié)果。采用合適的工具,編寫自動化程序來完成這些重復(fù)性工作,可以大大減少分析工程師的工作量,并且避免錯誤操作。

Altair HyperWorks是一個高度開放的CAE平臺,用戶根據(jù)自己的需求可以有多種途徑編制自動化程序。Process Manager是以流程樹的形式被HyperWorks各種軟件調(diào)用的工具宏,其功能是固定和簡化整個操作流程。Altair開發(fā)了專門的軟件Process Studio供用戶編制Process Manager。大陸集團編制了Process Manager用于制動器系統(tǒng)壓力容積拓撲優(yōu)化。

挑戰(zhàn)

大陸集團是目前世界上最大的汽車制動系統(tǒng)供應(yīng)商之一,對制動系統(tǒng)的開發(fā)已建立起全面的能力。能夠?qū)χ苿酉到y(tǒng)的各種部件進行不同類型的分析,如結(jié)構(gòu)計算、模態(tài)分析、熱分析、拓撲優(yōu)化等。

制動器的壓力容積是指制動時由于制動器受力變形引起的制動液補液量,它體現(xiàn)了制動系統(tǒng)的剛度,是制動器設(shè)計中重點考慮的對象之一。制動器系統(tǒng)壓力容積拓撲優(yōu)化是指以制動系統(tǒng)的壓力容積為優(yōu)化目標,對制動器殼體的最大設(shè)計模型進行拓撲優(yōu)化,得到質(zhì)量最小或者符合質(zhì)量要求的制動器殼體模型。然而如何快速準確建立制動器系統(tǒng)壓力容積分析模型是面臨的挑戰(zhàn)。

Process Manager在汽車制動器設(shè)計優(yōu)化中的應(yīng)用hypermesh應(yīng)用技術(shù)圖片2

Process Manager在汽車制動器設(shè)計優(yōu)化中的應(yīng)用hypermesh應(yīng)用技術(shù)圖片2

解決方案

大陸集團采用Altair公司提供的Process Manager開發(fā)自動化程序,在HyperMesh中嵌入應(yīng)用,簡化了汽車制動器拓撲優(yōu)化的前后處理工作,并實現(xiàn)了對工作流程的標準化。首先計算殼體最大設(shè)計模型的系統(tǒng)壓力容積值,并提取出接觸壓力結(jié)果作為優(yōu)化時的載荷邊界條件;并將計算模型導(dǎo)入到HyperMesh中,對模型進行清理。因為只需對殼體進行優(yōu)化,所以要刪除其余所有零件、載荷、分析步等信息,并且施加新的載荷和分析步。如果不用自動化程序,手工進行這些操作,需要15-25分鐘左右的時間。但使用了Altair Process Manager編制的自動化程序,分析人員只需要輸入所需參數(shù),這一步的工作2-3分鐘即可完成。

Process Manager在汽車制動器設(shè)計優(yōu)化中的應(yīng)用hypermesh應(yīng)用技術(shù)圖片3

分析運行結(jié)束后在HyperMesh中查看約束反力。不需要進入后處理操作界面,可以查看約束反力值。這個約束反力值將作為下一步優(yōu)化載荷邊界。拓撲優(yōu)化的前處理過程同樣只需在用戶界面上輸入相應(yīng)參數(shù),程序即可自動建立拓撲優(yōu)化模型。

Process Manager在汽車制動器設(shè)計優(yōu)化中的應(yīng)用hypermesh分析案例圖片4

在優(yōu)化模型定義界面,可以定義模型的軸向,上一步所獲得的約束反力值、拔模方向、以及優(yōu)化質(zhì)量目標、最小單元尺寸和離散度。其他優(yōu)化參數(shù)采用默認值。遞交Altair OptiStruct優(yōu)化分析后,Process Manager最后一步讓用戶很方便地對結(jié)果進行后處理。程序自動將邊界條件隱藏,以便觀察優(yōu)化形狀。另外,由于不同格式的單元集文件的命名規(guī)則也不一樣,程序也會自動將entity sets重命名,并輸出相應(yīng)格式的單元集文件。

結(jié)論

Altair提供的Process Studio平臺,使得用戶編制Process Manager非常方便。程序核心是用TCL (Tool Command Language)編寫的。TCL是一種通用的計算機腳本語言,簡單實用。
使用Process Manager將整個工作流程自動化、標準化;即節(jié)省時間,又避免了失誤。減輕了分析人員前后處理的工作量。

關(guān)于Altair

Altair公司是世界領(lǐng)先的工程設(shè)計技術(shù)的開發(fā)者之一,也是一家具有全球深厚工程技術(shù)底蘊的優(yōu)秀CAE工程公司。Altair 公司擁有多元化的業(yè)務(wù)主線,其技術(shù)涵蓋高端CAE仿真和優(yōu)化技術(shù)、數(shù)據(jù)管理及流程自動化、高性能計算與網(wǎng)絡(luò)計算技術(shù), 同時具備一流的產(chǎn)品設(shè)計、流程定制、二次開發(fā)等咨詢服務(wù)能力。Altair目前為私人所有,總部設(shè)在美國底特律,在全球擁有2000多位員工,分支機構(gòu)遍及美洲、歐洲及亞太地區(qū)。憑借其在產(chǎn)品設(shè)計、先進CAE工程軟件開發(fā)和網(wǎng)格計算技術(shù)等方面擁有29年的經(jīng)驗,Altair不斷為各個行業(yè)的客戶創(chuàng)造競爭優(yōu)勢。www.altair.com.cn

關(guān)于HyperWorks

企業(yè)級CAE仿真平臺構(gòu)建于設(shè)計優(yōu)化、性能數(shù)據(jù)管理和流程自動化的基礎(chǔ)理念之上,HyperWorks是一個企業(yè)級的仿真解決方案,用于加快企業(yè)設(shè)計開發(fā)和決策過程。作為業(yè)界最全面的開放構(gòu)架的CA解決方案,HyperWorks包括第一流的建模、分析、可視化和數(shù)據(jù)管理解決方案,適用于線性、非線性、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、流固耦合和多剛體動力學(xué)等多個領(lǐng)域。www.altairhyperworks.com.cn

關(guān)于ProductDesign產(chǎn)品創(chuàng)新咨詢服務(wù)

Altair產(chǎn)品設(shè)計咨詢團隊(ProductDesign)是一個提供創(chuàng)新的、端對端解決方案的、全球性的多學(xué)科產(chǎn)品研發(fā)和工程咨詢團隊,向全球客戶提供全面的工程咨詢服務(wù),其設(shè)計方案能夠綜合產(chǎn)品可用性、適用性、高性能、多需求、低成本等多個方面的因素。通過領(lǐng)先的研發(fā)流程和豐富的行業(yè)經(jīng)驗,幫助客戶產(chǎn)品以更快的速度投向市場。www.altairproductdesign.com

關(guān)于PBS Works網(wǎng)格計算和資源管理平臺

Altair PBS Works 幫助制造業(yè)、資源勘探、地球科學(xué)、天氣預(yù)報、計算化學(xué)、制藥、金融和娛樂行業(yè)的企業(yè)、學(xué)校和研究機構(gòu)最大化其計算軟硬件資源的投資回報。PBS Works系統(tǒng)作為Altair HyperWorks家族中的成員,幫助制造業(yè)用戶在實現(xiàn)大規(guī)模CAE仿真的同時按照需求有效地利用企業(yè)的計算資源,包括網(wǎng)格、集群和其他計算系統(tǒng)。www.pbsworks.com.cn

開放分享：優(yōu)質(zhì)有限元技術(shù)文章,助你自學(xué)成才