依维柯澳大利亚

澳大利亚依维柯公司的HyperWorks和APA简化卡车部件测试

依维柯澳大利亚为澳大利亚道路运输业生产和分销轻型、中型和重型商用车辆。该公司前身为国际收割机和国际卡车公司,自1902年以来一直是澳大利亚生活方式的一部分。

依维柯是CNH工业集团的全资子公司。CNH Industrial是全球领先的资本品公司,在国际市场上进行设计、制造、分销、商业和金融活动。CNH工业集团旗下的12个品牌生产的汽车保持了农业和工业的增长,从拖拉机、联合拖拉机到卡车和公共汽车,以及用于公路、越野和海洋车辆的动力系统解决方案。

自1952年以来,这家当地的制造厂已经生产了23万多辆卡车和公交车的底盘。今天,依维柯在其位于维多利亚州丹德农的工厂生产ACCO、Powerstar、Stralis AS-L和AD/AT车型和公交车底盘。此外,它还从IVECO在欧洲和南美的工厂进口其日用轻型商业系列、Eurocargo和Stralis ATi车型。

依维柯澳大利亚公司在澳大利亚拥有600名员工,在澳大利亚卡车市场的投资为当地相关行业创造了数千人的就业机会,从运营到零部件供应商。

所面临的挑战

物理耐久性测试是必须的,在模拟之前,在某些情况下,IVECO必须重新设计测试期间失败的组件。这种不必要的设计循环推迟了卡车在维修期间的目标发布日期和空闲时间。通过FEA验证组件,消除了物理耐久性测试期间不必要的设计循环。

在当今这个苛刻的世界,挑战在于回答“它能持续多久?”以及“它能通过测试吗?””,同时还能满足严格的成本和重量目标。此外,产品开发时间大大缩短,以满足市场需求,这只能通过超越简单的应力分析来实现,以避免过度设计你的产品。

在卡车上,电池箱通常安装在底盘上,受到不同类型和不同程度的机械振动的影响,主要是由道路/负载引起的运动、发动机/底盘振动和人类的相互作用(如踩到电池箱)造成的。机械振动通过轮胎、车身结构和传动系统传递。这种机械振动(谐波)会对电池箱造成结构损伤,如电池箱结构变形、变形等。电池还具有一系列可接受的振动水平,因为电池液泄漏会妨碍电池寿命。
“我们使用HyperWorks和nCode DesignLife对组件进行虚拟测试,以在短时间内确定其耐久性。我们还通过开发不同的概念来满足我们的要求,从而节约成本、减轻重量和简化制造/组装。另一个好处是,我们的母公司使用HyperWorks,这使我们能够共享有限元模型,并在有限元组之间开发一个共同的平台。”

劳伦斯-拉森
工程专家,IVECO澳大利亚

解决方案

IVECO开始使用HyperWorks是在他们从大学雇佣的第一个CAE员工的推荐下,他在学校使用过HyperMesh,并推荐IVECO采用该软件套件。他们后来发现,他们的全球母公司CNH Industrial和FCA Group已经在广泛使用HyperWorks。IVECO现在已经做了8年多的仿真建模。仿真帮助他们减少了测试时间,因为许多设计概念可以在原型制作之前进行分析。它还使他们能够理解组件或系统在负载下的行为,以便在记住应力集中的位置时容易生成概念。

IVECO通过Altair合作伙伴联盟使用Altair HyperWorks和nCode DesignLifbob游戏下载大全e进行疲劳分析。HyperMesh帮助他们网格化复杂的模型,并能轻松处理更大的模型。在OptiStruct中进行疲劳应力分析,然后将模型导入nCode DesignLife中进行疲劳计算。为了测试,nCode DesignLife用于测量加速度、应变、力、压力和位移数据的数字信号处理(DSP)。

在HyperMesh中建立电池箱的网格模型,在OptiStruct中进行模态分析,对电池箱的设计进行评价。设计结构根据模态振型进行演化,以达到可接受的固有频率水平。利用APA软件,nCode Design Life将现场应力与有限元模型关联起来。然后使用nCode DesignLife的动态分析对最终设计进行疲劳评估。在IVECO测试赛道上,使用比利时块铺路机在底盘上测量的加速度来激发CAE模型,并基于每个模态和感兴趣频率的模态参与因子来计算损伤。

在24hz的第一模态下进行了瞬态疲劳寿命试验。nCode DesignLife中进行的模拟揭示了现有电池箱设计中静态失效(应力超过钢的ut)的几个值得关注的领域。然后在nCode DesignLife中使用虚拟应变计工具将现场应力与有限元模型关联起来。

结论和展望

IVECO在HyperWorks和nCode DesignLife中的工作改进了电池盒结构。箱体的第一固有频率从24Hz增加到74.3 Hz,关注区域的应变能显著降低,超过钢UTS的应力被消除,并实现了所需的疲劳寿命。

“我们使用HyperWorks和nCode DesignLife对组件进行虚拟测试,以在短时间内确定其耐久性。我们还通过开发不同的概念来满足我们的要求,从而节约成本、减轻重量和简化制造/组装。另一个好处是,我们的母公司使用HyperWorks,这使我们能够共享有限元模型,并在有限元分析小组之间开发一个共同的平台,”Larson Lawrence解释说。

HyperWorks和nCode DesignLife已经为依维柯节省了大量时间,因为它们可以在发布进行物理测试之前验证几个概念。依维柯喜欢利用合作伙伴联盟从多个合作伙伴处获取软件,而无需租赁或购买。”可访问范围广泛的牵牛星合作伙伴联盟工具,如nCode DesignLife,帮助我们增强了我们的虚拟仿真能力,而无需专门投资于这些长期承诺的工具。这也帮助我们降低了设计成本和交付周期,使我们能够以更大的信心更快地将产品推向市场。他们还通过合作伙伴联盟使用了Total Material和CADdoctor。未来,依维柯计划探索更先进的方案,在HyperMesh中模拟有限元模型。他们期待使用nCode DesignLife中用于疲劳分析的高级选项实现额外的时间节约,并计划探索结构的OptiStruct优化。