項目介紹

    Dana控股公司是全球動力傳動系統(tǒng)、密封以及熱管理技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍者，始終致力于通過以上技術(shù)實現(xiàn)乘用車、商用車以及非公路用車輛的節(jié)能減排及其擁有成本的降低。Dana公司擁有25,000名員工，在全球27個國家設(shè)有90多個工程、制造以及配送機構(gòu)。

    動力總成組件的計算機仿真始終是Dana產(chǎn)品開發(fā)流程中至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)，在此仿真中需創(chuàng)建具有25,000多個表面的超大模型。

    多年來，Dana的工程師們已開發(fā)出一套標準化行業(yè)方法，用于將CAD設(shè)計轉(zhuǎn)化為樣品，然后對其進行分析以發(fā)現(xiàn)故障點，進而重新設(shè)計樣品并重新測試，直至產(chǎn)品達到特定要求。

挑戰(zhàn)

    盡管采用樣品/仿真/重新設(shè)計的方法會最終提高組件質(zhì)量，但是該過程的每一步都極其耗時，因而將導(dǎo)致成本攀升。例如，位于美國伊利諾斯州萊爾市的Dana Power Technologies集團在對氣缸蓋和發(fā)動機缸體模型進行前處理時，需要將幾何從CAD導(dǎo)入，然后再由工程師進行清理，而這往往是一項繁瑣的任務(wù)。因此，完成模型的網(wǎng)格劃分就要耗費一到四天的時間。

    幾年前，Dana的產(chǎn)品開發(fā)團隊決定采用“（一次成功）first-time-right”的設(shè)計方法，采用這種方法可以在構(gòu)建樣品前就對其進行分析，從而縮短了整個設(shè)計周期。該過程的核心環(huán)節(jié)是對仿真模型進行前處理，因此，通過一種新方法提升前處理速度便是當(dāng)務(wù)之急。

圖1 DANA一直是在建立原型之前進行虛擬分析

圖2 類似塑料閥蓋的復(fù)雜零件可以在SimLab中簡單快速地進行網(wǎng)格劃分

    CAE部門經(jīng)理Rohit Ramkumar從Dana的一位汽車制造業(yè)客戶處得知SimLab后，與Altair一同觀看了演示，并在之后獲得了試用許可。此外，針對SimLab的功能相對于其他方法的利弊，Ramkumar的同事、Dana高級CAE分析師Marsha Minkov與SimLab的一位設(shè)計師展開了長達半天的評估。由于SimLab在節(jié)省時間方面的優(yōu)勢顯而易見，他們很快便將SimLab整合到建模過程中。

    使用傳統(tǒng)的工具將仿真模型從CAD導(dǎo)入后，需要頻繁進行大范圍的清理操作。Ramkumar表示，SimLab最大的優(yōu)勢便在于使用了原生幾何。“這是意義非凡的一步。”他說道，“借助SimLab，我們不再處理轉(zhuǎn)換后的CAD幾何，而是直接導(dǎo)入原生幾何。SimLab會自動快速地進行幾何清理操作。因此，SimLab可以大大縮短前處理所需時間，以往需要四天完成的工作現(xiàn)在僅需四個小時。此外，SimLab還會自動進行網(wǎng)格劃分。”

    實際上，SimLab可自動進行多項前處理步驟。軟件可自動將原生幾何從CAD系統(tǒng)中導(dǎo)入、進行網(wǎng)格劃分、創(chuàng)建曲面和節(jié)點集以及創(chuàng)建接觸對，幾乎無需用戶進行干預(yù)。

    Altair已與Dana展開合作，共同將SimLab整合到其建模過程中。最初，Altair向Dana演示了如何使用SimLab縮短建模時間。然后，Altair又提供了相關(guān)培訓(xùn)，以便于Dana體驗SimLab的所有功能。自Dana引入SimLab后，Altair經(jīng)常通過電話和郵件的方式為其產(chǎn)品開發(fā)團隊提供技術(shù)支持，并為DANA流程量身打造了一套專屬程序。

    此外，Altair還與Dana一同創(chuàng)建了一組定義明確的設(shè)置，無論Dana的工程師們身處何地，均可將這些模板用于發(fā)動機模型和其他組件。使用這些模板進行網(wǎng)格劃分的所有工程師均會獲得具有相同屬性的相似網(wǎng)格。令Dana青睞的不僅僅是SimLab的前處理功能，其界面友好性以及高度的靈活性也令人贊嘆不已。同時，SimLab還提供了孔變形繪圖和溫度插值（來自不同的網(wǎng)格）等后處理功能，為工程師們提供了莫大的幫助。

解決方案

圖3 SimLab利用CAD原生幾何創(chuàng)建網(wǎng)格

圖4 SimLab自動網(wǎng)格劃分功能不僅節(jié)省了時間，而且也獲得了更精確的結(jié)果

結(jié)論

    借助SimLab，Dana得以將前處理時間從幾天縮減為幾小時，從而實現(xiàn)了“一次成功”工藝，并得到了持續(xù)改進。目前，Dana的很多產(chǎn)品線已全線采用“CAD-分析–樣品”方法，而其他產(chǎn)品線上也有80%至90%的產(chǎn)品在使用這種方法。

    在使用SimLab之前，Dana一直依靠書面文件來記錄網(wǎng)格劃分的設(shè)置和結(jié)果。而現(xiàn)在，僅借助SimLab模板，Dana即可與公司在全球范圍內(nèi)的其他機構(gòu)共享其省時的仿真步驟。“通過在所有分支機構(gòu)中使用相同的模板，我們便可以借助這些模板控制其他Dana研發(fā)中心的網(wǎng)格劃分。”Ramkumar說道，“現(xiàn)在，我們的目標是通過簡單的鼠標點擊即可自動完成整個網(wǎng)格劃分過程。”

    Ramkumar表示，得益于SimLab的高質(zhì)量網(wǎng)格劃分，Dana針對其大型模型所取得的收斂性已今非昔比。“我們無需再進行切角或復(fù)雜的操作即可運行分析。”他說，“因此，我們會獲得整體質(zhì)量更高的分析結(jié)果，進而最終生產(chǎn)出性能更加的產(chǎn)品。”

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本文標題：Dana利用Altair SimLab實現(xiàn)動力總成模型的自動網(wǎng)格劃分，大幅節(jié)省時間

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