CAD - online trafika
Google překladač: English Deutsch

Exkluzivní partner sekce

Siemens
Bentley
SIEMENS - SolidEdge
Soutěž - reproduktory Trust

GOPAS - CAD kurzy

Více kurzů

StreamTech.tv

streamtech tv-logo

CAE virtuální prototypy

Autor článku: Karel Vlasák, Idiada CZ   

Tags: CAE | Prototypy

02-idiada-01Návrh a proces vývoje výrobku byl historicky založen především na zkušenostech vývojových pracovníků a konstruktérů a jejich úsudku při návrhu prvotních konceptů. Veškeré další vývojové úsilí se pak upínalo a směřovalo k výrobě fyzického prototypu, aby se zjistila výkonnost a funkčnost navrhovaného výrobku. Ve většině případů však prvotní koncept nesplňoval očekávání a první prototypy odhalily mnohé slabiny, kvůli kterým bylo nutné návrh několikrát předělávat.

Virtuální prototyp

02-idiada-02Dnes ve světě běžně a nejvíce používaná metoda virtuálních prototypů znamená v praxi co nejširší nasazení CAD (computer-aided-design) a CAE (computer-aided-engineering) programů pro ověření a testování návrhu ještě před výrobou prvního prototypu.

Po vytvoření prvotního konceptu jsou následně vygenerovány jednotlivé díly, podsestavy a sestavy v CAD systému, ve kterém se zároveň ověřuje funkčnost mechanismů, kolize v sestavě, apod. Následně se pro sestavy či jednotlivé díly simuluje jejich chování pomocí CAE programů.

Tento způsob umožňuje iterativní vylepšování návrhu výrobku, dokud nejsou splněna předem stanovená kritéria funkčnosti. Typický proces vývoje výrobku je znázorněn v následujícím schématu.

Vazba na CAD systémy

02-idiada-03Důležitým faktorem, který ovlivňuje proces vývoje virtuálního prototypu, je provázanost jednotlivých softwarových nástrojů. Většina předních CAD systémů dnes nabízí přímou integraci CAE softwarů do svých prostředí, což umožňuje nasadit simulaci v rané fázi vývoje a navíc možnost přímé aktualizace výpočtového modelu při změně CAD modelu.

Dalším významným krokem je přiblížení simulace konstruktéru, kterým je umožněno, díky integraci CAE do CAD prostředí, provádět jednoduché simulace přímo na CAD modelu bez hlubších znalostí problematiky výpočtů. Nicméně, pro detailní a náročnější výpočetní úlohy je nezbytné vytvářet detailní výpočtový model, pro který je již složité zachování přímé integrace na CAD model.

Nové možnosti a metody – CAE Morphing

Mezi revoluční metody, které se v posledních letech stále více prosazují, patří i „morphing“ a parametrizace CAE modelů. Tato metoda spočívá ve tvarové modifikaci, která se provádí přímo na výpočtovém modelu, změnou rozměru, popř. změnou tvaru.

02-idiada-05
Touto metodou odpadá časově náročná tvorba nové geometrie v CAD programu a následná generace nového výpočtového modelu. Metodologie je velmi rozšířená v automobilovém průmyslu, kdy z CAE modelů předchozí platformy vozu a nového návrhu vozu z designérského studia je možné během 2 týdnů získat výpočtové modely nového návrhu, což je oproti běžnému způsobu mnohonásobná časová úspora. Další výhodou této metody je parametrizace existujícího výpočtového modelu. Podobně jako v parametrickém CAD programu je možné měnit rozměry a tvar dílu či sestavy, je možné měnit rozměry a tvar výpočtového modelu. Tímto způsobem je možné vygenerovat mnoho variant a konfigurací návrhů a využít je pro studie DOE (design of experiments) a následnou optimalizaci.

Optimalizace funkce – SDO, MDO

Vývoj virtuálních prototypů dává prostor k optimalizaci funkce výrobku. Změnou tvaru nebo parametrů a následnou verifikací pomocí simulace je možné dosáhnout optimálního řešení. Pokud je řešený problém multi-fyzikální, je optimalizace pomocí běžných CAD a CAE nástrojů prakticky nemožná. Optimální návrh pro výpočet proudění nemusí splňovat kritéria tuhosti a pevnosti a opačně. V tomto případě existuje řešení pomocí parametrických CAE modelů a morphingu. Následující blokové schéma popisuje proces multidisciplinární optimalizace (MDO) osobního vozidla s několika proměnnými, které ovlivňují výsledky ve třech různých výpočtových disciplínách.

02-idiada-06


Mohlo by vás zajímat:
 

Přidat komentář

Bezpečnostní kód
Obnovit