 Pratt & Miller使用HEEDS MDO減少設(shè)計時間并提高賽車速度
Pratt & Miller Engineering從一個專注于設(shè)計和制造賽車的小型企業(yè)開始，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為了一家跨國工程公司。如今，Pratt & Miller憑借其在賽車運動和高級工程方面的強大能力而享譽全世界。
通過對多個優(yōu)化工具的評估，Pratt & Miller認為HEEDS MDO及其SHERPA算法是唯一能解決他們的高約束模型的優(yōu)化技術(shù)。Pratt & Miller的Jesper Slattengren說：“SHERPA算法在目前超越了商業(yè)市場上的任何其它產(chǎn)品。”HEEDS MDO軟件的使用使得Pratt & Miller減少了工程師的設(shè)計時間同時提高了賽手的速度。
在使用HEEDS之前Pratt & Miller面對的挑戰(zhàn)
Pratt & Miller典型的汽車優(yōu)化研究是幾乎無法解決的問題。他們通常需要將1、2個目標最大或最小化，但時常需要滿足最多50個約束。在使用HEEDS MDO之前，Pratt and Miller會計劃4-12個人工作周來找到解決其典型問題的方案。這還是刨除了使用工程情報和DOE方法生成基本模型的時間。使用HEEDS MDO和并行處理，這個時間可以減少到1-2周。
HEEDS如何改變Pratt & Miller的設(shè)計過程
以前，Pratt & Miller的仿真主要圍繞著使用Adams/Insight實現(xiàn)的DOE研究。然而，在仿真開始前需要設(shè)置一套假定的模型規(guī)則，但是反應(yīng)曲面并不總是符合這個規(guī)則，這就會造成配合不良。當(dāng)從頭開始設(shè)計新的車輛時，參數(shù)變化會非常巨大，甚至一個三次方的模型都不能很好的配合反應(yīng)曲面。
HEEDS MDO解決了這個問題。HEEDS操作真實的響應(yīng)值并決定仿真如何前進。在HEEDS中很容易就能從優(yōu)化過程里排除失敗的仿真。DOE仿真的另一個問題是大量的評估。
Pratt & Miller經(jīng)常要對一個三次方模型進行21,000次評估同時對一個二次方模型進行1,500次評估。Slattengren說，“使用帶有SHERPA的HEEDS MDO，我們進行400次評估就能找到一個好的解決方案，經(jīng)常會更少。HEEDS讓我們可以在其運行的過程中研究優(yōu)化的過程。當(dāng)結(jié)果與期望的目標足夠接近的時候，我們可以在任何點停止仿真。我們也可以在初始運行的次數(shù)結(jié)束后繼續(xù)運行而不用擔(dān)心丟失任何優(yōu)化過程�！�
最后，Pratt & Miller嘗試管理多個仿真。在一個典型的方案中，他們?yōu)槊總�模型進行了6-14個不同的仿真，而優(yōu)化設(shè)計將取決于所有的這些仿真。這需要6到14個具有相同因子和不同響應(yīng)的DOE。它也需要一個多項式的優(yōu)化方法可以研究所有DOE的反應(yīng)曲面。在設(shè)計過程中結(jié)合HEEDS完全解決了這個問題。
Pratt & Miller使用HEEDS解決的具體問題
優(yōu)化軍用車輛的底盤組件
Pratt & Miller常使用HEEDS MDO來優(yōu)化底盤組件參數(shù)以滿足重型車輛的指定軍用要求。其中包含彈簧和阻尼器參數(shù)、車體角位移橫向平衡桿的尺寸以及懸架的幾何點。在約束之中保持轉(zhuǎn)向梯度不足、乘坐質(zhì)量測量和彈簧、阻尼器的平衡。典型的問題包括50和因子以及同樣多的約束。使用MSC Adams與HEEDS MDO并行處理，Pratt & Miller可以一晚上就得到可信賴的結(jié)果。
在紐伯格林優(yōu)化賽車的齒輪傳動比
Pratt & Miller使用HEEDS MDO在紐伯格林和其它賽道優(yōu)化賽車的齒輪傳動比。變速箱可以使用幾個有限的齒輪組合，在HEEDS中指定允許值的離散集合使這種優(yōu)化變得輕而易舉。使用一個圈時間仿真器，使用MATLAB圍繞HEEDS進行前后處理，使仿真很容易設(shè)置。
開輪賽車的關(guān)聯(lián)運動學(xué)和兼容測試數(shù)據(jù)
由于賽車懸掛的所有連接都使用球形接頭，很容易推斷懸掛系統(tǒng)的行為是動態(tài)的。事實不是這樣。懸掛部件的兼容性可以使用FEA工具分析，但是用這種方法研究球形接頭就不那么容易。相反，按照非線性套管對其建模，其參數(shù)可以使用HEEDS MDO優(yōu)化。得到的仿真模型可以更好地預(yù)測卡車性能以及對指定卡車的車廂進行調(diào)校。 |
