Řešení Dassault Systèmes na platformě V6 PLM Express při návrhu létajícího kola

Tags: 3DEXPERIENCE | CATIA | Dassault Systemès | Express | V6 PLM

Možná jste již letos zaznamenali v odborných (ale i v neodborných) médiích informace o ambiciózním projektu „létajícího kola f-bike". Do tvůrčí části tohoto projektu jsou vedle Technodatu, jenž je hlavním iniciátorem celé této akce, zapojeny i společnosti Evektor a Duratec, jež z podstaty svých specifických činností působnosti obstarávají vysoce specializované know-how. Evektor má na starosti vyřešení leteckých parametrů, Duratec pro změnu zúročuje své bohaté zkušenosti s konstruováním profesionálních jízdních kol z lehkých kompozitů.

Virtuální prototyp výrobku, jenž byl představen i na tradiční konferenci Technodat PLM Forum, letos konané v jihomoravském Zaječí ve dnech 30. a 31. května, vznikl s pomocí 3D/PLM řešení na „3DEXPERIENCE" platformě, jehož některé produkty společnost Dassault Systèmes zapůjčila všem zainteresovaným stranám.

Toto řešení zajišťuje především bezproblémovou komunikaci tvůrčích týmů rozptýlených po celé republice. Všichni, kdo jsou do projektu zapojeni, pracují nad jediným datovým modelem uloženým na serverech Technodatu ve Zlíně. Každý má tedy vždy k dispozici data v jejich nejaktuálnější podobě, právě to je jedna z výjimečných vlastností platformy V6, a tedy i CAD systému CATIA V6, který je zde pro vývoj využíván.

Základní parametry létajícího kola

• celkový výkon: 50 kW: 4× hlavní motor 10 kW, umístění v protiběžných párech vrtulí vpředu a vzadu v podélné ose; 2× stabilizační motor 3,5 kW, umístění na otočných konzolách po stranách kola
• vrtule: hlavní vrtule pro statický tah, průměr 1300 mm, max. otáčky 2500/min, stabilizační vrtule průměr 650 mm, kolem vrtulí kompozitové ochranné rámy
• rozměry: cca 3500 mm (délka) × 2500 mm (šířka) × 1200 mm (výška)
• hmotnost: 85 kg bez pilota, max. vzletová hmotnost: 170 kg
• předpokládaná doba letu 3–5 min, předpokládaná doba jízdy 30–50 min, max. rychlost jízdy omezena na 50 km/h

Celý projekt létajícího kola je od samého počátku řešen jak v oblasti koncepčního a detailního návrhu, tak i v oblasti řízení realizačních procesů s využitím nástrojů nové PLM 2.0 platformy 3DEXPERIENCE společnosti Dassault Systèmes, konkrétně nástrojů V6 PLM Express.

V6 PLM Express

Předkonfigurované řešení DS produktů CATIA, SIMULIA, DELMIA, ENOVIA a 3DVIA je určeno pro rychlé nasazení (s rychlou návratností vložených investic) v organizacích menší a střední velikosti podle uživatelských rolí v procesech návrhu a realizace nového nebo inovovaného výrobku. Jedná se o obdobnou filosofii a funkční vlastnosti jako u CATIA V5 PLM Express, navíc s hodnotami platformy 3DEXPERIENCE.

V případě projektu létajícího kola se pak konkrétně jedná o následující konfigurace V6 PLM Express:

CATIA Mechanical Engineering Pack

Základní konstrukční pracoviště pro parametrické i explicitní modelování dílů a sestav včetně mechanismů. Obsahuje povrchový modelář pro generativní plochy, umožňuje automatické generování asociativní výkresové dokumentace, obsahuje IGES, DWG, DXF, CATIA V4 integraci, STEP Core Interface modul pro import a export dat pomocí univerzálního objemového formátu STEP. Knowledge runtime moduly rozšiřují možnosti použití maker v prostředí CATIA (Power Copy, práce s katalogy...) ...

Řešení rovněž umožňuje souběžný návrh, návrh v kontextu výroby, sdílení vložené definice materiálu v rámci celého životního cyklu, podporuje 3D video konference. Obsahuje rovněž produkt CATIA Bend Part Design pro snadné a rychlé generování plechových a ohýbaných dílů.

Řešení bylo použito při návrhu rámu a jednotlivých komponent kola.

CATIA Mechanical Product Creation

Sada rozšiřujících CATIA V6 konstrukčních produktů pro pokročilou tvorbu geometrií, prvků a sestav. Umožňuje pokročilé funkční modelování objemů, tvorbu sestav, obsahuje mj. i CATIA Kinematics Mechanism Design pro pokročilou tvorbu a kontrolu mechanismů, CATIA Automated Collaborative Design pro vyšší úroveň spolupráce konstruktérů na jednom projektu, umožňující zasílat např. geometrie (v rámci dílu, features atd.) mezi konstruktéry včetně obrazovek a výměnu dalších informací nutných pro konstrukci a CATIA Photo Studio 1 pro fotorealistické zobrazení návrhu.

Řešení bylo použito při návrhu složitějších mechanických komponent kola.

CATIA Mechanical Surface Design

Sada pokročilých řešení pro plošné modelování mechanických tvarů, křivek a ploch vysoké kvality a pro jejich interaktivní deformace, vyhlazování a ořezávání. Práce s těmito moduly je významně zjednodušena díky sjednocené matematické reprezentaci všech typů volných ploch a křivek. Konstruktér může vytvářet dokonalé designové plochy od prvotního náčrtu až po kompletní 3D model.

Řešení pracuje přímo s plochami, což minimalizuje nutnost manipulace s křivkami. Umožňuje okamžitou kontrolu kvality povrchů a křivek v reálném čase díky diagnostickým nástrojům. Patří mezi ně nástroje pro kontrolu křivosti, napojení, úhlů formování apod. Interaktivní nástroje pro deformace ploch a křivek umožňují intuitivní změnu tvaru. Konstruktéři jsou často nuceni vytvářet hybridní modely, které kombinují základní tvary mechanických těles se složitými plochami tvarových částí.

Moduly řešení jsou plně integrovány s objemovým modelářem a modulem pro tvorbu sestav.

Řešení bylo použito při návrhu tvarových komponent kola.

CATIA Structural Analysis

Produktivní řešení pro rychlou strukturální analýzu během postupné iterace CATIA 3D návrhu, pro analýzy lineárního napětí a pro modální analýzy na dílu i hybridní sestavě. A to včetně analýzy ploch, objemů i drátových geometrií a automatické tvorby mřížkové sítě pro 1D, 2D a 3D geometrie.

Řešení bylo použito při pevnostních výpočtech rámu kola.

CATIA Composites Engineering Pack

Integrované procesně orientované řešení pro současnou spolupráci na předběžném i detailním návrhu kompozitových dílů v kontextu jejich výroby.

Jedná se o moderní řešení procesu návrhu kompozitních dílů pro letecký, automobilní, lodní průmysl a průmysl spotřebního zboží poskytující účinné nástroje pro koncepční, předběžný a detailní návrh kompozitního dílu včetně zohlednění požadavků na jeho vyrobitelnost. Výkonné synchronizační mechanismy mezi návrhem a vlastní výrobou umožňují těsnou spolupráci konstruktérů a technologů.

Řešení bylo použito při návrhu kompozitových dílů kola.

CATIA Reverse Engineering

Komplexní řešení reverzního inženýrství pro urychlení počáteční fáze návrhu výrobku. Intuitivní, ergonomické, plně integrované a se standardními datovými formáty kompatibilní řešení pro vývoj 3D digitálního prototypu rychlou transformací z fyzického výrobku včetně tvorby a rekonstrukce ploch různými metodami. Obsahuje efektivní nástroje pro import a manipulaci s mračnem bodů, síťování (meshing), polygonální modelář pro virtuální modelování „z hlíny" a rapid prototyping.

Řešení bylo použito při digitalizaci vrtule.

CATIA Industrial Design Pack

Unifikované řešení pro stylistický a koncepční návrh výrobku. Obsahuje sadu integrovaných nástrojů pro souběžnou spolupráci a sdílení nápadů při rychlém 2D/3D designovém návrhu postupujícím od základní skici, přes ideový koncepční návrh až po fotorealistickou vizualizaci v reálném čase. Podporuje standardní formáty pro export (STEP, IGES) a STL soubory pro rapid prototyping. Obsahuje rovněž správu dokumentů v PLM 2.0 prostředí s nativní integrací MS Office.

Řešení bylo použito při koncepčním designu kola.

Klíčové hodnoty platformy 3DEXPERIENCE

PLM platforma 3DEXPERIENCE společnosti Dassault Systèmes umožňuje svým uživatelům zlepšovat jejich celkovou schopnost vytvářet, řídit a obsluhovat životně důležité informace o definici výrobku napříč všemi důležitými etapami jeho životního cyklu. Platforma 3DEXPERIENCE rovněž podporuje rozšiřování kapacit PLM systému a snadnější využívání informací o výrobku nejen v rámci celé organizace, ale i mezi jejími partnery. Řešení má vysoký potenciál mít významný vliv na obchodní hodnoty organizace, která ho přijme do svých procesů při vývoji a realizaci výrobku.

Platforma 3DEXPERIENCE umožní efektivně zkrátit čas veškerých realizačních procesů, které mají vliv na rentabilitu výrobku: procesem projektového řízení počínaje, přes procesy řízení požadavků na výrobek, samotného návrhu, digitální definice a optimalizace výrobku, správy kusovníků a konfigurací, nabídkového řízení, schvalovacích a změnových řízení, poptávkového a výběrového řízení, řízení vztahů s dodavateli až po procesy vlastní výroby a následně i poprodejního servisu.

Nenechte si ujít reálné létající kolo v expozici Technodatu na MSV v Brně 10. – 14. 9. 2012: pavilón P, stánek 001.

Autor článku působí jako PLM konzultant ve společnosti Technodat, CAE-systémy.