加拿大設(shè)計(jì)與制造部門專注于對(duì)您而言至關(guān)重要的最新軟件和產(chǎn)品

加拿大設(shè)計(jì)與制造部門專注于對(duì)您而言至關(guān)重要的最新軟件和產(chǎn)品。深入探索生成設(shè)計(jì)，電子元件，3D打印，快速原型設(shè)計(jì)和機(jī)器學(xué)習(xí)等令人興奮的創(chuàng)新。學(xué)到更多!例如，根據(jù)MacNeal-Schwendler公司的Ken Blakely，工程師現(xiàn)在可以在運(yùn)行MSC / NASTRAN的中型工作站上處理具有幾十萬(wàn)個(gè)自由度的模型。“五年前，這些是用于大型機(jī)的大型模型。”現(xiàn)在，MacNeal-Schwendler推出了適用于Windows的MSC / NASTRAN，將其超級(jí)計(jì)算機(jī)級(jí)軟件的相同功能引入奔騰PC。“我們減少了進(jìn)行分析的障礙，”他說(shuō)。

“在1987年，每個(gè)人都認(rèn)為我們可以在386臺(tái)PC上做到6,000到10,000度的自由，”Dearth回憶道。“這個(gè)問(wèn)題會(huì)持續(xù)幾天，但我們可以做到。”

最近，Dearth在Pentium PC上使用Algor FEA軟件對(duì)航空航天承包商的壓力艙壁進(jìn)行了靜態(tài)分析。“它差不多有5萬(wàn)個(gè)自由度，并且在不到一個(gè)小時(shí)的時(shí)間里就完成了，”Dearth說(shuō)。“這絕對(duì)是驚人的。”Algor的Peter May表示，這也表明Algor的基于PC的FEA產(chǎn)品與其基于UNIX的產(chǎn)品一樣強(qiáng)大。

賦予個(gè)人權(quán)力。在伯靈頓北部(BN)鐵路，機(jī)械工程師斯科特蘭德魯姆一手開發(fā)了一種新型貨車，以便以更低的成本運(yùn)送更多的鋼材 - 所有這些都在個(gè)人電腦上完成。在使用AutoCAD開發(fā)設(shè)計(jì)后，他使用Algor Linear Stress軟件進(jìn)行了必要的結(jié)構(gòu)分析。

“這件事的真正好處在于，只有一個(gè)人能夠進(jìn)行設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)分析，”他說(shuō)。“在過(guò)去，它花了一個(gè)團(tuán)隊(duì)。”

Landrum根據(jù)各種負(fù)載情況進(jìn)行了大量分析，不斷修補(bǔ)設(shè)計(jì)以找到最佳重量。結(jié)果：一輛47,200磅的汽車，相比之前的型號(hào)為65,400磅;新的，更輕的汽車可以攜帶額外的12至15噸鋼。從概念到第一輛投入使用的整個(gè)項(xiàng)目耗時(shí)9個(gè)月。BN贏得了175輛汽車的初始訂單，價(jià)值超過(guò)800萬(wàn)美元，還有50輛正在建造中。“這非常成功，”蘭德魯姆說(shuō)。

車輪設(shè)計(jì)。復(fù)合材料的創(chuàng)新表明，其屢獲殊榮的一體式空心自行車輪設(shè)計(jì)取決于當(dāng)前的計(jì)算技術(shù)。“如果沒(méi)有桌面計(jì)算和分析，我們就無(wú)法完成這個(gè)項(xiàng)目，”工程副總裁Doug Olsen表示。

奧爾森解釋說(shuō)，該公司開發(fā)了一種注塑成型的塑料輪，用碳纖維增強(qiáng)。最大的問(wèn)題是：它會(huì)足夠強(qiáng)大嗎?工程師使用Rasna軟件來(lái)運(yùn)行多種場(chǎng)景。奧爾森說(shuō)：“我可以做十倍的工作，十倍的假設(shè)，就像我五年前做的那樣。”“你做了很多假設(shè)，你會(huì)得到更好的幫助。”該設(shè)計(jì)獲得了塑料工業(yè)協(xié)會(huì)(SPI)獎(jiǎng)，以表彰其最佳部分。

縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。三菱表示，通過(guò)先進(jìn)的軟件建模，新型斷路器的產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間縮短了40%。該軟件有助于解決關(guān)鍵的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)：將接觸點(diǎn)放置在真空或重型絕緣中，并確保斷路器不會(huì)打開得如此之慢，以至于電流“跳”穿過(guò)觸點(diǎn)而熔化。

在一個(gè)案例中，工程師使用在Silicon Graphics工作站上運(yùn)行的SDRC I-DEAS軟件對(duì)用于氣體絕緣斷路器的儲(chǔ)罐進(jìn)行應(yīng)力分析。三菱工程師長(zhǎng)期以來(lái)一直在做這樣的分析，但過(guò)去需要一整天的時(shí)間才能收到該公司位于日本大阪的計(jì)算機(jī)中心的結(jié)果。“現(xiàn)在我們可以實(shí)時(shí)分析I-DEAS，分析結(jié)果可以對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)生直接影響，”斷路器開發(fā)組經(jīng)理Masao Narita說(shuō)。“我們可以并行進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析。”

取代不切實(shí)際的測(cè)試。計(jì)算機(jī)分析在設(shè)計(jì)能夠承受核爆炸輻射的軍用航天器方面起著至關(guān)重要的作用。“由于地下核試驗(yàn)受到限制，并且由于地上模擬器測(cè)試費(fèi)用昂貴，因此準(zhǔn)確的分析技術(shù)至關(guān)重要，”Mission Research Corp.的復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師Anthony Botting說(shuō)。

Mission Research的團(tuán)隊(duì)有一次機(jī)會(huì)從實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中收集數(shù)據(jù)。首先，他們使用Structural Research and Analysis Corp.的COSMOS / M開發(fā)分析模型，然后用實(shí)際測(cè)試結(jié)果檢查模擬數(shù)據(jù)。在一項(xiàng)分析中，該公司測(cè)試了一個(gè)基于空間的攔截橋結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)連接兩個(gè)推進(jìn)油箱，并為推進(jìn)器，泵和加壓管路提供支撐。

該部件由碳化硅/鋁的先進(jìn)金屬基質(zhì)復(fù)合材料制成，形成非對(duì)稱的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。它包括法蘭，螺紋孔，多個(gè)泵和控制線切口以及推進(jìn)器座椅。Mission Research還測(cè)試了另外四個(gè)與橋梁形狀相似的環(huán)，但是結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單 - 一個(gè)裸露，其他環(huán)具有3毫升等離子噴涂氧化鋁涂層。研究人員將環(huán)形應(yīng)變計(jì)放置在環(huán)和橋上的不同位置。

他們首先分析了未涂層環(huán)，以檢查計(jì)算的載荷，碳化硅/鋁材料特性和分析程序。然后他們移動(dòng)到涂層環(huán)以生成用于分析橋本身的信息。

“我們的分析采用了積木式方案，其中我們生成了一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)心環(huán)模型，并根據(jù)測(cè)量的固有振動(dòng)頻率對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證，”Botting解釋道。他們使用五個(gè)弧度增量的四節(jié)點(diǎn)殼單元，在槽邊界附近進(jìn)行一些網(wǎng)格細(xì)化，并根據(jù)實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)“調(diào)整”模型。

Botting說(shuō)，最終分析這座橋時(shí)，“數(shù)據(jù)與計(jì)算應(yīng)變的相關(guān)性非常好。”下一步?建模更大的結(jié)構(gòu)組件 - 并最終完成航天器系統(tǒng)。“繼續(xù)研究將使航天器設(shè)計(jì)師和分析人員能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)可能的光學(xué)和傳感器失調(diào)，時(shí)間延遲以及與輻射相關(guān)的抖動(dòng)。”所有的工作都是在50-MHz，486 PC上完成的，售價(jià)約為1,000美元。

Spacelab設(shè)備。計(jì)算機(jī)分析還有助于為長(zhǎng)期失重的歐洲宇航員設(shè)計(jì)健康監(jiān)測(cè)設(shè)備。歐洲航天局委托丹麥歐登塞的Innovision開發(fā)了一個(gè)234磅的呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，49磅的沖洗氣體供應(yīng)系統(tǒng)，安裝在標(biāo)準(zhǔn)的Spacelab機(jī)架上，以及88磅的循環(huán)測(cè)功儀，用于安裝在中心過(guò)道上。歐洲航天飛機(jī)。

設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)必須確保設(shè)備的基本特征頻率超過(guò)36 Hz，以保護(hù)其免受航天飛機(jī)發(fā)射期間振動(dòng)引起的共振。使用COSMOS / M軟件，他們創(chuàng)建了各種模型，范圍從7,000到25,000自由度，在每個(gè)模型支持每個(gè)模型的穿梭設(shè)備接口連接處使用邊界彈簧元件。

“基于PC的COSMOS / M分析對(duì)大型機(jī)FEA非常具有競(jìng)爭(zhēng)力，”Innovision的分析主管Go-Jacobsen說(shuō)。“此外，用戶界面非常易于使用。”實(shí)驗(yàn)室測(cè)試表明，分析工作與實(shí)際結(jié)果密切相關(guān)。

隨著處理速度每一到兩年持續(xù)翻倍，行業(yè)觀察人士表示，工程師可以期待更多的分析進(jìn)展，例如半自動(dòng)化設(shè)計(jì)優(yōu)化。這將繼續(xù)嘗試將分析與CAD更緊密地集成，使用結(jié)果自動(dòng)細(xì)化CAD模型中的某些幾何體。

位于馬薩諸塞州劍橋市的研究和咨詢公司Daratech的布魯斯·詹金斯說(shuō)：“將要提供的原始電量將使桌面上的任何工程計(jì)算問(wèn)題都能解決。