如何借助仿真工具来加速产品开发？

2017-05-13 by:CAE仿真在线来源:互联网

汽车系统和组件业务领域竞争激烈。业界最佳的仿真功能有助于在全球竞争中脱颖而出。为全球各大汽车制造商提供高级汽车技术、系统和组件的领先供应商日本电装(DENSO)公司需要降低软件许可费用,保持成本竞争优势,并开发出世界级产品。DENSO执行了严格的基准测试并选择ANSYS仿真软件作为其标准工具来加速产品开发,降低成本,并提高所有产品组合的竞争力,其中包括汽车传动系统、高级电子系统、加热和冷却系统等产品。

DENSO介绍

DENSO最近一个财年在美国的销售额达到398亿美元,其各业务部门分别侧重传动控制、电子系统、热系统和信息安全系统。DENSO的一个小型分析师团队大约30年前就开始用计算机辅助工程(CAE)来诊断原型设计阶段出现的问题。在随后几年间,公司不断采用CAE新应用,包括作为销售过程中的演示工具,作为工程工具来开发新概念,同时作为物理原型设计的部分替代方法来评估推荐的设计方案。为了充分发挥该技术优势,公司多年来还新增了许多CAE专业人士,有一些专家负责面向单物理场的CAE工具定制;有的专家多物理场的定制工具;还有一些CAE工程师则开发新工具同时满足单物理场和多物理场要求。

多年来,DENSO积累了近70个商业CAE代码的许可证,并定制了许多代码,以满足特别需求。不过2011年,公司进行了预算缩减,需要降低软件成本。公司决定评测CAE代码组合,比较为类似目的使用的不同代码,发现每个类别中的最佳选择,并在最佳代码上实现整个公司的标准化。在分析代码类别时,DENSO认为结构仿真需要69种功能,并询问该领域两家领先代码厂商当前和今后能够提供的功能。

基准测试研究发现ANSYS是技术领先者

ANSYS可直接提供38种功能,并通过间接方法提供另外19种功能。此外,ANSYS还为提供另外三种功能给出了时间表,并承诺近期开发剩下的9种功能。另一家厂商只能提供69种功能中的8种,并为另外12种功能提供了间接解决方案。该厂商承诺今后某个不确定时间点内开发其它42种功能,但还有最后7种功能则没能做出任何承诺。DENSO还调查了其用户社区,发现八成以上的用户倾向于采用ANSYS Mechanical作为公司标准,只有两成倾向于另一家公司的软件。

基准测试研究的重点是有限元分析软件,这是DENSO研究时采用的主要分析方法。DENSO选择了ANSYS软件,主要是因为ANSYS Mechanical提供结构线性、非线性和动力学分析功能,支持单元建模,提供材料模型库和方程式求解器,而且能高效解决一系列工程问题和情境,具有高度可扩展性。此外,DENSO还发现ANSYS的长期渠道合作伙伴CybernetSystems提供的支持特别有价值。完成上述调研后,DENSO增加了对ANSYS多物理场功能的使用,包括CFD和电磁场仿真。

在产品开发过程中嵌入CAE

DENSO开发出了相关战略,其可将CAE完全嵌入到全球产品开发过程的所有阶段。数字工程部门的使命就是提高CAE技术在公司每个业务部门中的使用,找出解决典型产品开发问题的方法。每个业务部门都有CAE团队负责开发针对具体产品的CAE工具,用于有关设计过程。海外事业部的工程师则在总部接受培训,有助于未来CAE技术的联合开发。

DENSO明确自身需要在未来进一步加强多物理场分析技术。举例来说,混合动力汽车、电动汽车研发团队的电动机设计必须解决结构和热问题,同时还要应对电磁场设计约束。运动—振动—噪声分析则能应对旋转机械、压缩机、皮带传动装置设计的环境问题。面对供电切断风险,多物理场分析对开发替代材料而言非常重要,替代材料也是经常要考虑到的问题。

通过与学术界合作,DENSO能开发融入到软件的基本理论。公司正与大专院校合作研究颗粒流动法、高精度电磁场、聚合物热传递特性、金属间连接和磁性颗粒压缩等课题。

通过上述工作,DENSO提前分析了各种备选方案,可提高产品质量和压缩产品开发周期。DENSO希望继续将CAE更全面地嵌入到全球产品开发过程,保持其与ANSYS的战略合作关系,在当前和未来的项目中共享伟大愿景和目标。

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