#案例#Process Manager在汽車制動器設計優(yōu)化中的應用

2016-12-09 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性操作。這些重復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)。

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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。

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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參數(shù),程序即可自動建立拓撲優(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、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。

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