Новости компьютерного инжиниринга. Tesla Motors справилась с давней сложнейшей проблемой компьютерного моделирования
Когда создается такой непростой продукт, к которому предъявляются высокие требования, как электрокар, такой высококвалифицированной компанией, как Tesla Motors, время является одним из важнейших факторов успешности изделия. Особенно при стремлении компании оставаться новатором.
Хотя было уже немало попыток ускорить и оптимизировать многоэлементное моделирование, именно команда Tesla добилась значительных успехов, сделав относительно небольшие изменения в своей процедуре конечно-элементного моделирования. Благодаря автоматизации подготовки конечно-элементной модели, инженеры смогли сократить этап разработки на несколько дней. И получили возможность использовать сэкономленное время для более детального и подробного исследования результатов.
«Мы прикладываем большие усилия, чтобы выводить новые продукты на рынок как можно быстрее, – рассказал Сингаи Кришнаморти, технический специалист и инженер Tesla. – Сэкономить 2-3 дня на этапе разработки - звучит не очень впечатляюще. Но Tesla работает очень интенсивно, и когда вы стремитесь изготовить машину в течение полутора лет, каждый день имеет значение».
Учитывая, сколько внимания в бизнес-плане Tesla уделяется работе инженеров над аэродинамикой автомобилей, элетродвигателями и аккумуляторами, упор на оптимизации соединительного элемента может показаться чрезмерным. Но в конструкции седана модели S, который конкурирует с такими люксовыми брендами, как BMW и Lexus, находятся более 300 различных креплений (сварных швов, болтов, заклепок, …) и более 6000 сварных точек.
При подготовке CAD модели, используемой для конечно-элементного моделирования, наиболее трудоемкой является работа с соединительными элементами. По словам Кришнаморти, создание сетки для 350 компонентов и панелей занимает пару часов, если CAD модель хорошо подготовлена. Самое сложное – соединить всё вместе и проверить, что ни одна из сварных точек, заклепок и ни один из болтов не «потеряны».
Из-за традиционных методов создания соединений, у инженеров вызывали большие сложности сварные швы, выполняемые дуговой сваркой металлическим плавящимся электродом в среде инертного газа, поскольку она моделировалась как часть CAD модели. Из-за не очень большой детальности трехмерной модели, в ней нельзя было задать, какой тип соединения используется, не говоря уже о его механических свойствах.
Как правило, соединительный элемент экспортировался в виде стандартного текстового файла, в котором были указаны все координаты для соединений, их типы и вид панелей, используемых для соединения. Эти все параметры задавались вручную CAE инженерами. Этот процесс был очень трудоемким, и неэффективно использовал время специалистов.
Работая с DiMiero компании Altair, инженеры Tesla решили, что есть более эффективный способ сохранять всю необходимую информацию в CAD модели, подготавливаемой в CATIA компании Dassault Systemes. Было решено ставить и сохранять метки на соединительных элементах и сохранять это в виде древовидной структуры, чтобы облегчить их поиск. Пол Хамрик разработал инструмент, который создает Excel файл, содержащий всю необходимую информацию, указанную инженером-дизайнером. Затем используется макрос, подготовленный Дженни Ву. Последним этапом является применение TCL скрипта для HyperMesh, импортирующего обновленный файл геометрии из CATIA в HyperMesh. TCL скрипт также создает все соединительные элементы различных типов и выделяет, какие элементы создать не удалось.
В итоге, количество необходимой ручной работы сильно сокращено, а этап подготовки модели ускорился на несколько дней. Как правило, сетка для панелей может быть подготовлена за пол дня, но на соединительные элементы может потребоваться 2-3 дня, как объяснил Кришнаморти. Новая технология значительно экономит время инженеров, поскольку конечно-элементную модель приходится переделывать после каждого изменения дизайна.
Самой большой сложностью было найти решение, которое бы не сильно повлияло на работу инженеров с CATIA или HyperMesh. Кришнаморти уточнил: «Мы не хотели заставлять инженеров-дизайнеров тратить лишние 20 минут, меняя образ своей работы. Нам нужно было придумать процесс, который бы оказал наименьшее влияние на работу нашей команды, чтобы не вызвать появление большого количества ошибок».
Одним из изменений оказалось присвоение имен элементам в моделях. Исторически, инженеры-конструкторы Tesla используют случайные имена для швов или других соединений в CAD файле. С запуском программы автоматизации обработки соединений инженерам было поручено присваивать определенные имена определенным компонентам, чтобы была возможность фильтровать их с помощью скрипта по имени.
«Благодаря сэкономленному на построении модели времени, мы можем выделять больше времени на анализ результатов и на проверку оптимальности конструкции», – заключил Кришнаморти.
Публикация подготовлена сотрудниками CompMechLab® по материалам сайта Desktop Engineering.
Другие новости по этой теме на сайте FEA.ru:
15.02.2014 Новости мирового автопрома. Tesla Motors: над чем сейчас работает производитель электрокаров (представлено видео)
01.02.2014 ТОП-10 инноваций и трендов автомобильной индустрии по мнению журнала Фокус: гибриды, дизельные двигатели, интеллектуализация, композиты и композитные структуры, глобализация и гиперконкуренция, 3D-принтеры и др.
25.01.2014 BMW девятый год подряд остается лидером премиум-сегмента в мире
24.01.2014 Автомобили японского производства признаны в США наиболее безопасными
23.01.2014 Новости композитов и композитных структур. Компания Volvo разместила наноаккумуляторы в композитном кузове автомобиля
16.01.2014 Производители грузовых автомобилей официально одобрили использование легкого пластика для изготовления масляных поддонов для грузовиков
02.12.2013 CompMechLab-исследования. Разработка требований к механизму определения момента аварии для конфигурации дополнительного оборудования и рекомендованного алгоритма определения момента аварии; проведение компьютерного моделирования для подтверждения разработанных требований и алгоритмов проекта программы и методики сертификационных испытаний автомобильного терминала "ЭРА-ГЛОНАСС" в части определения момента аварии (на основе SIMULIA/Abaqus-технологии)
09.04.2013 Volvo представила новую уникальную подушку безопасности для всего автомобиля, получившую название EnVeLop
26.07.2012 Надувные ремни безопасности получают всё более широкое распространение: теперь ими будут оснащать и "Мерседесы"
02.06.2012 Volvo представила первую в мире подушку безопасности для пешеходов
12.04.2012 Сумеет ли Volvo опередить BMW, Audi и Mercedes-Benz?
06.03.2012 Volvo работает над созданием нового композитного материала для кузова электромобилей
10.10.2011 Концерн General Motors разработал первую в мире центральную подушку безопасности, раскрывающуюся между передними сиденьями в случае бокового столкновения
21.06.2011 Volvo Car Corporation проводит испытания технологии с использованием маховика, позволяющей снизить расход топлива до 20 процентов
11.06.2011 Volvo V60 удостоен 5-ти звезд по результатам краш-теста по методике Euro NCAP
26.10.2010 Подушка безопасности для головы - велосипедный шлем раскрывается из стильного воротника
13.07.2009 Mercedes-Benz научит машины изменять форму кузова перед аварией