
在设计当今复杂产品时,物理是一个越来越重要的考虑因素。工程师需要深入的洞察来自信地做出正确的设计决策,其中包括更好地了解产品性能,以管理多个设计准则,同时仍然满足最后期限、成本目标和质量要求。
将 SOLIDWORKS 项目连接到云上的 3DEXPERIENCE Works 仿真,并利用 SIMULIA的多物理仿真功能,包括 Abaqus、fe-safe 和 CST Studio Suite 技术。借助 3DEXPERIENCE Works 仿真,灵活地选择最能满足工程师需求的仿真功能,以电动自行车3DEXPERIENCE Works为例
需求:基于客户反馈,希望开发一款更轻且续航里程更长的城市电动自行车
产品管理团队
产品管理团队首先希望电动机更轻,因为它是自行车上最重的零部件为此,产品管理团队要求供应商对电机和电池进行优化设计:电机要更轻,开发至少将续航里程增加25%的蓄电池组。
采用MODSIM方法,在整个产品开发周期中集成建模和仿真,借助3DEXPERIENCE平台可轻松地创建零件的不同版本并将特定仿真关联到这些零件以便进行设计探索,从而选择最符合要求的零件
3DEXPERIENCE平台包含产品管理团队需要的所有工具,方便定义要求进行项目规划以及与项目的所有相关人员进行交流,MODSIM显著减少了开发时间和原型成本,产品管理团队的目标是减轻重量主要做法是设计出辐条比之前型号小的车架
SOLIDWORKS桌面版启动并连接到3DEXPERIENCE平台能够访问高级结构仿真功能,这些功能基于成熟的Abaqus技术,产品管理团队设置了在城市骑行中经常会遇到的负载周期获得了车架的最大应力,耐用性分析确定了车架的最关键连接,从而正确标注辐条的尺寸以便满足车架要求
电机供应商
根据产品管理团队需求,开始设计电机的新版本。
首先在SOLIDWORKS桌面版中重新设计现有电机并利用3DEXPERIENCE平台,验证更新版本的电磁性能线圈、磁铁和核心材料具有多种建模配置,以便根据角速度曲线计算扭矩,采用MODSIM的仿真驱动型设计方法成功设计出了更小更轻的电机而且最大扭矩的损失很小
蓄电池供应商
现有蓄电池组的扩展版本他们在 SOLIDWORKS 中重新设计了蓄电池组现包括由十个电池单元组成的附加蓄电池模块,从而形成由四个模块组成的蓄电池组理论续航里程增加了33%
通过将SOLIDWORKS连接到3DEXPERIENCE平台,他们能够利用热仿真功能,评估以最大扭矩工作时的蓄电池单元和外壳温度确保了安全性。
接着,蓄电池供应商使用开口槽更新了外壳设计,同时以最小的工作量更新了热仿真模型,最终两个设计之间的最大电池单元和外壳温度相差不大,他们还利用3DEXPERIENCE平台上的注塑成型仿真功能,评估两个模具版本中的塑性流动均匀性,带开口槽的外壳表明槽周围的塑性充填时间更长
由于带开口槽的外壳模具会产生额外成本,供应商选择采用完全闭合的初始外壳设计,产品管理团队的所有供应商都很快在3EXPERIENCE平台的协作环境中共享了修订后的设计,产品管理团队能够访问所有新设计并快速构建我们全新电动自行车的完整数字孪生。
最后,利用墙体对自行车进行碰撞测试仿真,发现装配体中的薄弱环节,碰撞的可视化确实有助于理解在这种情况下会发生什么,制造商还负责其产品的电磁辐射合规性,因此,产品管理团队模拟了新电机的电磁波辐射,甚至能够包括将车把上的控制器连接到电机的电线,将其用作天线,全新自行车的辐射低于合规性阈值并且可以通过认证,确保产品安全和合规。
在常规开发周期中利用了3DEXPERIENCE Works产品组合,可以轻松开发真正的数字孪生以便进行全面测试和认证,甚至可在构建第一个原型之前进行,采用由云3DEXPERIENCE平台提供支持的MODSIM方法,提高产品性能,在强度耐用性和可制造性热和电磁效率等方面都有所提高。最大限度地降低了原型成本,提高了产品质量并提高上市速度