HyperWorks改进汽车行业开发流程

技术支持 2019年11月4日浏览：2132

行业：汽车

挑战：在进行零部件研发中如何进行模态分析

Altair 解决方案：利用OptiStruct对零部件进行优化、RADIOSS进行分析、 HyperView 进行后处理、 HyperForm检查零部件的制造可行性并进行金属成型仿真。

优点：减少研发时间；加速创新；软件投资的最大回报；提高质量和稳健性

背景介绍

2008年德国PWO公司 (Progress-Werk Oberkirch AG) 研发并生产一款新车型仪表板的钢制横梁 (CCB)。客户提供了CAD模型并规定了设计空间以及零部件的预定义规范。PWO基于以上信息研发并生产了合适的横梁。PWO利用HyperWorks进行该部件的研发。首先，利用HyperMesh将CAD模型处理成用于进行仿真的有限元模型。为满足碰撞以及模态要求，PWO利用OptiStruct对零部件进行优化、利用RADIOSS及其它外部求解器进行分析、利用HyperView进行后处理、利用HyperForm检查零部件的制造可行性并进行金属成型仿真。对于PWO来说，可以在同一用户界面同一软件许可证系统下进行各种仿真工作是非常重要的。

PWO是专注于汽车碰撞及舒适性领域世界领先的高精密金属零部件供应商之一。自1919年公司建立以来，经过九十多年积淀，其在金属成型和连接技术领域具有无与伦比的专业知识。PWO位于德国Oberkirch的工厂约有1100名雇员，再加上位于捷克、中国、墨西哥和加拿大的工厂，PWO集团目前全球共有1,900名员工。 PWO集团公司是汽车行业创新性产品研发和制造的重要合作伙伴，基于即时生产和零缺陷标准制造了数百万零部件。为与客户密切合作供应当地市场，PWO集团正大力在国外设厂。PWO的全球扩张方式已经取得了巨大成功。随着汽车行业销售形势回归正常，PWO公司得到很多订单，其利润正迅速增长。

挑战

客户提出了很多要求，如零部件研发中对模态分析和动态载荷的要求。这些要求是根据零部件的预期使用情况制定的。在PWO研发汽车横梁的案例中，由于车速超过某一值后车辆内部会产生不利振动，所以连接方向盘的横梁固有频率应低于预设值。在研发过程中考虑的其他要求与舒适性不相关，而是涉及到碰撞安全性方面。所面临的挑战是通过某种节省时间和成本的方式同时满足这些往往相互冲突的要求。

“我们一直在寻找用于整个产品研发中所有仿真工作且高投资回报率的工程软件。HyperWorks就是我们所想要的软件。

当进行自定义工作时，HyperWorks开放式的架构及基于TCL语言使自定义操作变得很容易。它还可以很容易地进行宏操作、与其它CAE软件进行联合仿真。如果没有HyperWorks，我们无法快速进行产品研发和生产。”

Dipl.Ing.MichaelWelle

PWO产品研发/生产部

解决方案

PWO使用HyperWorks进行汽车零部件（如横梁）的研发。整个研发过程中的所有仿真工作都可利用HyperWorks完成，最终得到满足所有要求的零部件。

PWO的工程师得到CAD模型以及所有必要的设计要求后，利用HyperMesh建立有限元模型，使用HyperWorks的隐式及显式求解器RADIOSS以及其它外部求解器进行有限元分析。接下来，利用OptiStruct进行优化，优化的目的是在满足所有要求并保证产品质量的前提下尽可能节省材料。然后利用HyperView进行后处理。最后利用HyperForm对横梁进行制造可行性检查及成型仿真。所有的结果都通过物理试验得到了验证，仿真结果与试验结果的相关性非常好。

结论

HyperWorks是一套完整的CAE解决方案，可以解决整个研发过程中的所有仿真分析工作。通过已获得专利的软件许可制度，HyperWorks解决方案中所包含的软件可以整合在同一系统中，用户只需为实际使用的工具付费。

许多必要的研发工作可以利用虚拟技术完成。因此，公司可以节省很多物理样机成本并能同时研究更多的方案。此外HyperWorks利用模拟驱动设计，可以缩短开发周期，并且允许用户在研发过程更早的确定设计方案。利用HyperWorks可以在要求相互冲突时获得最佳的解决方案。HyperWorks的软件许可制度及开放式架构有助于用户：

减少研发时间

加速研发

获得软件投资的最大回报

提高质量和稳健性