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      3. Sigma Connectivity利用 RADIOSS 進行有限元仿真來簡化開發流程

        2018-03-27 14:55:09·  來源:Altair仿真驅動設計
         
        Sigma Connectivity 位于瑞典隆德市,是一家世界領先的開發服務組織。企業致力于為電信、安保、運輸、航空、設備管理、汽車和醫療等諸多行業提供連接解決方案。為降低成本并簡化開發流程,該公司采用 CAE 軟件,并且最近將外部非線性仿真求解器更換為 Altair HyperWorks CAE 套件中的非線性求解器 RADIOSS。
        主要看點

        行業
        連接解決方案,工程服務

        挑戰
        進行彎曲、扭轉、連接器穩定性、撞擊和熱熔性等學科的仿真

        Altair解決方案Altair HyperWorks優點
        ? 降低許可證成本
        ? 縮減軟件供應商和相關支持團隊的數量
        ? 提供更廣泛的仿真產品組合

        01 項目介紹
        Sigma Connectivity 位于瑞典隆德市,是一家世界領先的開發服務組織。企業致力于為電信、安保、運輸、航空、設備管理、汽車和醫療等諸多行業提供連接解決方案。為降低成本并簡化開發流程,該公司采用 CAE 軟件,并且最近將外部非線性仿真求解器更換為 Altair HyperWorks CAE 套件中的非線性求解器 RADIOSS。通過成功更換并采用 Altair 基于 unit 的靈活許可證系統,該公司能夠降低許可證成本并獲得面向各應用學科的大量仿真工具,從而簡化和改善其開發活動。得益于新的軟件配置,Sigma Connectivity 及其客戶將提供更有競爭力的定價,并能夠在開發流程的早期進行復雜的虛擬調查研究。



        02挑戰
        連接解決方案的開發涉及各種不同的應用領域,這些領域都需要進行研究探討。諸如移動電話等產品必須通過特定的測試,這些測試包括彎曲、扭轉、連接器穩定性、撞擊、熱熔性、敏感區域壓力以及設備失效等。與需要構建昂貴樣機的物理測試相比,通過創建虛擬樣機并在產品開發流程的早期階段進行仿真可節省時間和成本。在仿真過程中發現錯誤要比在構建初始物理樣機之后才發現錯誤經濟實惠得多。
        Sigma Connectivity 采用的仿真流程包括撞擊和跌落測試仿真,用以確保關鍵部件在受到物體撞擊或跌落時不會損壞。通過這些類型的仿真,開發工程師可確保產品在受到撞擊或跌落時不會失靈。此外,它們還會查找可能影響產品結構完整性的裂紋和永久性變形。通過另一種仿真 - 熱仿真,工程師可研究如何避免熱量聚集區域和關鍵部件的溫度過高(以電話為例)。



        顯示承壓情況的彎曲仿真

        在 Sigma 集團中,仿真在早期開發階段中便得到廣泛應用,大約有 10-15 名工程師在開展工作時采用不同類型的仿真。對于移動電話而言,我們在此僅以一項開發為例:Sigma 會在 2 周內執行 10-20 次仿真,并在開發階段重復此流程 3-4 次。

        采用 HyperWorks 之后,我們能夠快速為工程師提供反饋,并且在優化設計時有更明確的目標。借助 HyperWorks unit,我們可以免費使用套件內的所有工具以及 Altair 合作伙伴聯盟提供的所有軟件,這能夠幫助我們更好更快地服務客戶,并為客戶提供更容易接受的價格。

        為處理所有必要的仿真學科,Sigma Connectivity 必須購買各種軟件解決方案,而這些解決方案通常來自不同的軟件供應商。為減少公司在軟件許可證上的支出,Sigma Connectivity 希望在減少軟件供應商數量的同時,保持(最差情況下)或增強(理想情況下)供應商處理所需仿真學科的能力。Sigma 工程師在其開發流程中最早應用的 Altair 工具包括 HyperMesh(Altair HyperWorks CAE 套件中的前處理器)和 HyperView(用于進行后處理)。通過更多地采用 Altair 工具并部署 RADIOSS 等求解器,公司努力削減軟件供應商的數量并降低許可證成本。

        03 解決方案
        “底盤”項目組不想依靠其有限的內部IT資源來開發新的CAE計算基礎設施。它們請求Altair公司所推薦的系統集成商GNS Systems來為四個工程站點開發標準的CAE解決方案。GNS負責提供完整的解決方案,包括設計、采購、安裝、實施以及持續的安裝后支持。

        從易用性、處理器使用率和投資回報率的角度出發,該項目組考察了可能會在其新的HPC集群上使用的以下三個工作負載管理系統:LSF、Sun GridEngine和PBS Professional。

        我們對包括價格和優缺點在內的各個方面均進行了考察,最終我們發現,PBS Professional的功能最佳,且價格適中。它還允許我們查看代碼,這樣我們就可以按照我們想要的方式進行相應的配置。我們與 Altair 建立了很好的合作關系,實際上我們與其簽訂了全球軟件合同。與值得信賴的合作伙伴展開合作,對我們來說非常重要。GNS還就PBS Professional的支持提供了很好的反饋。



        玻璃面板上的撞擊仿真

        Sigma Connectivity 自 2004 年開始成為 HyperWorks 用戶(當時仍為索尼愛立信)。最近,Sigma Connectivity 啟動了一項基準測試計劃,以將其外部非線性有限元求解器更換為 HyperWorks 套件中的 RADIOSS。

        Sigma Connectivity 的開發流程始于概念階段,這一階段將采用 HyperMesh 對來自 CAD 系統的虛擬樣機進行網格劃分。在過去,已劃分網格的幾何隨后將通過外部非線性求解器進行仿真,然后仿真結果會傳輸至 HyperView 進行后處理。由于 Sigma Connectivity 利用 HyperWorks unit 獲得了 HyperWorks 套件中所有軟件的使用權限,因此可以免費使用套件中的所有其他工具。

        除 HyperWorks 工具之外,通過 Altair 基于 unit 的靈活許可證系統還可以獲得 Altair 合作伙伴聯盟提供的大量產品中所有其他軟件的使用權限。該聯盟提供了一個軟件應用平臺,可供客戶使用現有的 HyperWorks unit 來調用第三方應用程序,而無需增加額外的成本。通過采用現有 unit 來訪問 RADIOSS,公司可減少對外部求解器的使用需求,從而減少額外的許可證費用,降低整體軟件成本。



        撞擊仿真中的重點關注區域,所有仿真類型均采用相同虛擬樣機進行處理

        為證明 RADIOSS 同樣非常適合所需的非線性有限元求解任務,Sigma Connectivity 采用先前的項目進行基準測試,該項目的開發復雜程度與移動電話相同?;鶞蕼y試由 Altair 在隆德市進行。在基準測試中,工程師借助 Altair HyperWorks 來分析 Sigma 提供的給定輸入數據,用以定義正確的單元類型、連接器和 RADIOSS 中的其他單元,從而基本上得到與采用外部求解器時相同的屬性和結果。測試中設置了多種載荷工況和一些不同的情景,并將結果與使用先前求解器得出的結果進行比較。在基準測試獲得良好結果之后,得到 Altair ProductDesign 工程師支持的 Sigma Connectivity 決定在實際項目中使用 RADIOSS,同樣取得了成功。

        現在,在采用 RADIOSS 求解器的情況下,Sigma Connectivity 仍使用 HyperMesh 進行網格劃分,并且使用 HyperView 執行后處理任務。此外,RADIOSS 適用于大多數動態和準靜態仿真,而 PBS Professional 和 e-compute 則適用于集群上的排隊系統。Altair 的 HPC 負載管理解決方案 PBS Professional 也可通過相同的 HyperWorks unit 獲得許可。



        仿真結果顯示掉落的物體撞擊到網絡門控器。已識別失效原因,設計經過優化且模型準備就緒,可進行最終的樣機構建。

        除了上文列出的工具之外,公司最近還開始使用 AcuSolve 進行熱仿真,并使用 Evolve 為尚不存在的產品創建逼真的渲染效果。他們還計劃在不久之后使用 OptiStruct 進行熱分析。目前為止,Sigma Connectivity 正在使用 Altair 合作伙伴聯盟中的材料數據庫 Total Materia,而且 APA 還將提供一些可能會對未來項目有幫助的額外工具。Sigma 工程師可借助其現有的 HyperWorks 許可證單元來直接使用上述所有工具,包括 HyperWorks 套件、PBS 和 APA 工具。

        04 結論
        通過應用不同類型的機械和熱仿真,開發人員能夠在更短的時間內開發出更高質量的產品。更好地了解實際應用或內部測試中發生失效的根本原因也非常重要。通過將外部求解器成功更換為HyperWorks 套件中的非線性求解器 RADIOSS,Sigma Connectivity 能以更加經濟實惠的方式來處理開發流程中涉及的幾乎所有必要的仿真學科。

        HyperWorks 及其求解器和 Altair 靈活的許可證系統使 Sigma Connectivity 能夠:

        ? 通過成功使用同一許可證 unit 池來獲得許多不同類型軟件工具的使用權限,從而降低許可證成本。
        ? 減少軟件供應商和相關支持團隊的數量。
        ? 為客戶提供范圍更廣泛的仿真產品組合。
        ? 借助 HyperWorks 許可證系統大幅降低軟件成本,從而提供更加價優的工程服務。

        現在我們已經采用 HyperMesh 和 HyperView,而回顧將原求解器轉換到 RADIOSS 時所做的工作可以發現,轉換過程相當簡單,并且我們能夠隨時了解最新情況,比預期計劃更早地在實際項目中使用 RADIOSS。這要歸功于求解器得出令人滿意的結果,令我們無需在新求解器上花費過多的額外時間就能夠執行相同類型的分析。我們非常期待 RADIOSS 的下一個版本,毫無疑問它會進一步改善我們的流程。
        ——Sigma Connectivity 高級 CAE 分析師Henrik Persson 
         
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