#案例#Process Manager在汽車制動(dòng)器設(shè)計(jì)優(yōu)化中的應(yīng)用

2016-12-09 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

簡(jiǎn)介

整個(gè)CAE分析流程中,工程師的工作量主要集中在對(duì)模型的前處理和對(duì)結(jié)果的后處理上。對(duì)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(fèi)時(shí)間,而且可能由于人為因素而造成遺漏和錯(cuò)誤分析結(jié)果。采用合適的工具,編寫自動(dòng)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(cuò)誤操作。

Altair HyperWorks是一個(gè)高度開放的CAE平臺(tái),用戶根據(jù)自己的需求可以有多種途徑編制自動(dòng)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(jiǎn)化整個(gè)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(tuán)編制了Process Manager用于制動(dòng)器系統(tǒng)壓力容積拓?fù)鋬?yōu)化。

挑戰(zhàn)

大陸集團(tuán)是目前世界上最大的汽車制動(dòng)系統(tǒng)供應(yīng)商之一,對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的開發(fā)已建立起全面的能力。能夠?qū)χ苿?dòng)系統(tǒng)的各種部件進(jìn)行不同類型的分析,如結(jié)構(gòu)計(jì)算、模態(tài)分析、熱分析、拓?fù)鋬?yōu)化等。

制動(dòng)器的壓力容積是指制動(dòng)時(shí)由于制動(dòng)器受力變形引起的制動(dòng)液補(bǔ)液量,它體現(xiàn)了制動(dòng)系統(tǒng)的剛度,是制動(dòng)器設(shè)計(jì)中重點(diǎn)考慮的對(duì)象之一。制動(dòng)器系統(tǒng)壓力容積拓?fù)鋬?yōu)化是指以制動(dòng)系統(tǒng)的壓力容積為優(yōu)化目標(biāo),對(duì)制動(dòng)器殼體的最大設(shè)計(jì)模型進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化,得到質(zhì)量最小或者符合質(zhì)量要求的制動(dòng)器殼體模型。然而如何快速準(zhǔn)確建立制動(dòng)器系統(tǒng)壓力容積分析模型是面臨的挑戰(zhàn)。

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解決方案

大陸集團(tuán)采用Altair公司提供的Process Manager開發(fā)自動(dòng)化程序,在HyperMesh中嵌入應(yīng)用,簡(jiǎn)化了汽車制動(dòng)器拓?fù)鋬?yōu)化的前后處理工作,并實(shí)現(xiàn)了對(duì)工作流程的標(biāo)準(zhǔn)化。首先計(jì)算殼體最大設(shè)計(jì)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(shí)的載荷邊界條件;并將計(jì)算模型導(dǎo)入到HyperMesh中,對(duì)模型進(jìn)行清理。因?yàn)橹恍鑼?duì)殼體進(jìn)行優(yōu)化,所以要?jiǎng)h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(dòng)化程序,手工進(jìn)行這些操作,需要15-25分鐘左右的時(shí)間。但使用了Altair Process Manager編制的自動(dòng)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。

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分析運(yùn)行結(jié)束后在HyperMesh中查看約束反力。不需要進(jìn)入后處理操作界面,可以查看約束反力值。這個(gè)約束反力值將作為下一步優(yōu)化載荷邊界。拓?fù)鋬?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(dòng)建立拓?fù)鋬?yōu)化模型。

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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(biāo)、最小單元尺寸和離散度。其他優(yōu)化參數(shù)采用默認(rèn)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(duì)結(jié)果進(jìn)行后處理。程序自動(dòng)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(huì)自動(dòng)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(tái),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(jì)算機(jī)腳本語言,簡(jiǎn)單實(shí)用。
使用Process Manager將整個(gè)工作流程自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化;即節(jié)省時(shí)間,又避免了失誤。減輕了分析人員前后處理的工作量。

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