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设计仿真 | 海克斯康MSC Nastran助力沃尔沃客车结构分析流程标准化

沃尔沃客车公司是制造大型巴士和客车的全球领导者,专注于安全、可持续性和创新。作为沃尔沃集团的子公司,该公司在全球190多个国家开展业务,提供一系列产品,包括城市巴士、城际巴士和豪华客车。沃尔沃巴士以其对安全的承诺而闻名,它有着开发创新安全......


“专注于一个求解器使我们能够集中精力开发更高级仿真指南和内部流程,并且可以探索海克斯康 MSC Nastran中的可用功能,并扩展MSC Nastran分析项。所以,我们肯定可以得到这个决定的好处。”

——Volvo客车公司首席仿真工程师 David Lantz


沃尔沃客车公司是制造大型巴士和客车的全球领导者,专注于安全、可持续性和创新。作为沃尔沃集团的子公司,该公司在全球190多个国家开展业务,提供一系列产品,包括城市巴士、城际巴士和豪华客车。沃尔沃巴士以其对安全的承诺而闻名,它有着开发创新安全功能的历史,并因其产品和服务赢得了无数奖项。


现代客车设计

仿真是现代客车设计中的一个重要工具,因为它使工程师能够在实车之前对不同的策略和场景进行建模和评估。工程师使用仿真软件和技术来评估车辆在各种条件下的性能,如高速、地形或天气条件。这减少了物理测试和重新设计的需要,从而节省了时间和金钱。

模拟可以优化车辆的性能,例如提高燃油效率或减少排放。工程师可以通过建模不同的场景和测试各种设计选项来找到实现性能目标的最佳解决方案。

仿真可以用于车辆设计过程的各个阶段,从最初的概念阶段到生产前的最终测试。在最初的概念阶段使用仿真可以让工程师了解设计。在最终验证阶段使用仿真可以验证我们的设计,预测了我们在生产中可能发现的问题。

当被问及在设计中使用仿真最重要的挑战是什么时,David回答道:“找到并接受足够的细节。作为一名CAE工程师,深入研究问题很容易,使用先进的求解器将每个小零件建模到尽可能高的精度。然而,我们在项目中不断面临时间和成本方面的挑战。我们做任何事情都必须高效,并且使用合适的求解器计算我们的模型。”

图1 SOL 101静力学分析客车白车身

MSC Nastran解决方案MSC Nastran集成了很多仿真类型求解功能,使工程师能够解决各种各样的问题。例如,求解序列SOL 101用于计算结构的静态刚度。客车设计工程师将使用它来计算车身的整体刚度,并可视化白车身(BIW)结构中可能承受高压缩或高张力的部分。客车设计工程师利用SOL 400进行高度非线性仿真,例如螺栓预紧力分析。

MSC Nastran中多种解决方案序列允许沃尔沃巴客车选择它作为其标准结构求解器。David继续说道:“今天,我们有一个几乎完全由MSC Nastran构建的模型组成的模型库,支持各种MSC Nastran解决方案序列,如耐久性、NVH和复合材料等。由于我们专注于一个软件环境,我们有时间深入研究CAE疲劳/NEF等新功能,并采用新开发MUMPS求解器,这将解决方案时间缩短了约50%。”

 

图2 SOL 400非线性接触分析


MSC Nastran是多物理场仿真的一部分

当被问及“使用MSC Nastran或其他工业软件是否有令人惊讶的好处?David回答道:“如果我们没有这样使用MSC Nastran,我们可能也不会在设计过程中引入海克斯康Actran声学仿真解决方案。”

Actran和MSC Nastran都包含在海克斯康工业软件的多物理场解决方案中,并可以互转换,使结构分析能够扩展到声学分析,用于预测客车内部和外部的噪声水平。