Altair 結構輕量化方案榮獲"2021世界智能製造十大科技" [2021-12-20]

12 月8 日,2021 世界智能製造大會在南京國際博覽中心召開。開幕式上,中國科協智能製造學會聯合體專家委員會主任、中國機械工程學會理事長、中國工程院院士李培根發布了“2021世界智能製造十大科技進展”。Altair 申報的“基於多學科優化的結構輕量化正向設計方法和流程” 在本次大會中榮獲該獎項,成為唯一獲此殊榮的仿真軟件公司。

 

“2021 世界智能製造大會”

 

2021 世界智能製造大會以“數字化轉型,智能化引領”為主題,邀請了全球知名學者、業界專家、政府代表等各界嘉賓,旨在探尋智能製造在前沿趨勢、熱點技術、產業應用、區域合作等各領域的進展、挑戰以及機遇,以開放眼光推動製造業智能化改造和數字化轉型。

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“2021 世界智能製造十大科技進展”

 

該獎項由國際智能製造聯盟(ICIM)學術委員會和產業委員會專家進行評選。此獎項聚焦於智能製造領域科技突破(智能製造裝備與技術、工業互聯網、智能製造標準),以及智能製造領域重要的產業應用,如應用案例、解決方案。

 

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頒獎儀式

 

 

Altair 獲獎項目:基於多學科優化的輕量化結構正向設計方法和流程

 

結構的概念設計是後續設計階段的基礎,較差的概念設計方案將會嚴重影響詳細設計階段的結構性能,甚至造成無法補救的結構短板,拖累整個研發週期。傳統上,國內缺乏結構概念設計階段的流程和方法,多是通過在競品或上一代產品的基礎上進行漸進式修改或創新,這大大限制了產品設計的創新力和產品力。

 

針對這一現狀,Altair 提出了基於多學科優化的輕量化結構正向設計方法(Altair C123)。這一方法流程是全正向設計流程,基於影響整體結構的工況尋找較優的傳力路徑,構建詳細的概念設計模型建模,再對結構進行局部加強或整體調整。可廣泛應用於各類型乘用車白車身、商用車駕駛室、高速列車車廂、飛機機體結構的概念設計,確保結構達到目標性能同時完成減重指標

 

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C123 主要的三個階段

  • 拓撲優化:通過Altair OptiStruct™進行拓撲優化,使用碰撞工況線性化、MMO多模型優化技術,基於影響整體結構的工況尋找較優的傳力路徑。

 

  • 混合模型優化:根據拓撲結果,利用梁單元、殼單元、剛性單元和質量點單元創建低成熟度的混合模型,快速對方案進行評估和迭代,確定最優的結構佈局方案、接頭剛度分佈、截面形狀和截面尺寸參數。

 

  • 整體優化:根據截面優化結果,構建詳細概念設計模型,綜合使用拓撲優化、形狀優化、尺寸優化、自由尺寸優化等,對結構進行局部加強或整體調整。

 

 

Altair C123 國內外應用案例 

 

本方法已應用於歐洲眾多知名主機廠的車型開發中,如奔馳、保時捷、歐寶、法拉利、CEVT、NEVS等。吉利中歐汽車技術中心(CEVT)在CMA平台開發項目中使用C123方法,實現下車體減重7Kg國能電動車(NEVS)在新型電動車開發過程中使用C123方法,實現了創新的車身結構和減重目標。

 

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Altair C123優化案例(圖片來自NEVS)

 

2016年開始,中國國內一些主機廠嘗試應用這一流程進行正向開發。北汽越野車研究院的歐賀國及其團隊開展了題為“優化技術驅動的輕量化白車身設計”的研究[1]在BJ80白車身開發中,應用C123流程,實現了比基礎設計減輕50.65公斤的創新白車身結構,減重13.3%。 廣汽研究院的陳東、趙永宏等應用這一流程進行了車身結構的概念設計。在綜合考慮整體剛度、局部動剛度和碰撞性能的情況下,得到了減重10%的白車身結構[2] 

 

 

 

 

參考文獻:

[1] Ou Heguo, et al. Lightweight Body-In-White Design Driven by Optimization Technology[J]. Automotive Innovation,2018,1(3)

[2] 陳東等,基於多模型拓撲優化方法的車身結構概念設計[J].計算機輔助工程,2020,29(01)