Superior使用HyperWorks加快设计进程

项目介绍

1974年，Superior Industries的铝制铸造轮毂在Ford MustangII上首次露面，之后便在美国的道路上就留下了印记。随着在整个汽车行业的巨大影响力，Superior设计的铝制轮毂成为上等铝制轮毂的标准，同时大大加速了该产品的普及。今天，Superior是铝制铸造轮毂的最大OEM制造供应商之一，它在美国和墨西哥共有5个生产基地，拥有3300位员工。它为全球许多汽车和轻卡制造商生产铝制轮毂。

在过去的25年里，仿真已成为Superior轮毂设计中不可或缺的一部分。轮毂是汽车中少数必须满足疲劳标准和美学要求的结构件。当OEM在面向车辆轻量化设计时，轮毂承受的载荷却仍然很高。即使是电动车辆也有很重的电池箱，因此轮毂部件的载荷分析显得越来越重要。将基于有限元分析的仿真融入到设计和制造过程中，使Superior维持在轮毂革新和安全方面的领导地位。现在Superior每年都有50款轮毂进行仿真设计。

挑战

当过去几十年制造技术基本原理只有轻微的转变时，设计技术却发生了巨大的变革。样机的建立和测试成为轮毂设计过程中昂贵而且耗时的一部分。因此在20世纪80年代后期，业界开始采用计算机仿真。

在1989年，Superior尝试寻找一种切实可行的方法来为轮毂设计建立网格，并要求这个网格能确定轮毂应力水平。公司尝试了早期的一种自动划分网格软件，但这个软件速度很慢。随着汽车行业开发时间缩短，Superior感到有必要寻找一种仿真工具来缩短设计周期。Altair HyperMesh成为他们选择试用的仿真工具之一。经过了对HyperMesh的广泛评价之后，Superior在2002年部署使用。

解决方案

自动加载大幅度削减了开发时间

通过在HyperMesh中编写自动加载的宏，Superior获得了施加在每个车轮毂上的完整的加载历程，从而使每个车轮减少了2-3个小时。使用HyperMesh 使施加边界条件的时间从几小时变为几分钟，使划分完整网格的时间从大约两天骤减到只需一天。

“在我们仿真中自动加载成为最节省时间和最有用的开发，”Renegar说，“这是一件令我们感到很骄傲的事情。”

转变到仿真驱动设计

随着像HyperMesh这样有效的软件的发展，工业界开始将仿真应用到设计中的前端，而不是仅仅将其作为验证样机的工具。然而在过去典型的是样机驱动着设计、今天有限元驱动着设计，所有的设计结果来自于仿真。

为了充分利用HyperWorks系列CAE软件，Superior现在使用HyperMesh作为前处理，将HyperView用于复杂的后处理和可视化。此外，Superior正在考察由HyperWorks合作伙伴提供的一些软件，这个联盟是一些独立的经销商为了能够使他们的技术在Altair许可平台上应用而和HyperWorks进行合作，这些软件用于一些特别的分析需要。

今天Superior的一个设计项目集中在一个很苛刻的重量目标上，通常要实现这个目标需要相当多次重复迭代。Superior工程师使用HyperWorks用最少的迭代快速达到这个目标。工程师还用仿真来优化重量和刚度设计以满足道路噪音和操作需要，同时还满足制造需求。不同的用户对路缘冲击和垂直冲击等因素有不同的需求。Superior将这些需求设置成一个基于有限元仿真来分析的载荷集。

自动化超级计算机的工作

Superior技术上的快速革新使公司保持领导者的地位。公司现在使用多处理器计算机集群来求解所有的有限元任务，还使用Altair公司的PBS Works作为其标准的调度解决方案。

先前Superior工程师需要给他们的工作进行人工排序，但是随着新的计算机集群的到来，公司用PBS Works来自动处理这个过程。现在利用一个非常友好的用户界面，工程师只需点击两三下就能提交节点计算了。在计算完成后还会收到一个邮件提示。计算结果能够很容易地从计算机集群转到工程师的工作站上。

结论

聚焦于未来车辆的减重

看看未来的汽车产业，Superior期望能在帮助车辆减重以利于燃油经济性上扮演关键的角色。减轻轮毂重量是个棘手的问题，因为OEM商不愿意牺牲结构特性来满足减重。为了满足减重这个需要， Superior现在正在组织研究并采用仿真来探索各种各样的设计，用以满足减重，同时保持强度和其他关键的结构特性。

Renegar预测，短期内单件铸造轮毂将继续成为主流的设计，但在接下来几十年Superior将采用一些其他的高级设计理念。仿真将在为了满足重量和性能原则而利用新材料进行轮毂设计的过程中继续扮演主导角色。

关于Altair

Altair专注于仿真技术的开发和推广应用，通过综合和优化设计、流程及决策来改进业务性能。Altair目前为私人所有，在全球拥有2300多位员工，总部位于美国密歇根州TROY, 并在全球23个国家设立45个分支机构。今天，Altair已经为5000多家覆盖广泛行业的公司用户提供产品与服务。了解更多信息，请访问www.altair.com.cn。