ABstructures使用HyperWorks系列CAE软件设计和优化沃尔沃环球帆船赛获奖帆船 Ericsson 4 的结构。
该帆船船长 Torben Grael 于 2009 年 7 月 27 日在俄罗斯圣彼得堡宣布取得沃尔沃环球帆船赛的胜利。本次比赛历时 8 个月,在最严苛的情况下环球航行了 37,000海里。ABstructures 在 Ericsson 3 的开发中已经使用了仿真软件 HyperWorks。在两艘 Ericsson 帆船中广泛使用 HyperWorks 进行碳纤维结构的设计和优化。与 2004 年完成的沃尔沃环球帆船赛使用的老一代帆船相比,新一代帆船的基础结构得到了提升。通过将顶尖 CAE 技术和丰富的实践经验相结合 ABstructures 在世界各个区域发布了轻量化结构的最佳设计。
在预设的时间内开发出结构优化的帆船,并且考虑沃尔沃环球帆船赛挑战的各种约束条件,例如沃尔沃 Open70 规则规定龙骨重量在 6.0-7.4 吨之间,游艇的整体重量近 14 吨。
“沃尔沃 Open70 规则旨在制造快速单桅单龙骨船。要适合最高水平的长距离海上竞赛,安全和自足是最重要的。该规则旨在促进稳定性高、易驾驶、少驾乘人员的适航船只的设计开发。任何于此向悖的开发都是不符合规则的。”
OptiStruct 为 ABstructures 的设计流程增加了一个独特和广泛的复合材料设计和优化能力
通过使用蕴含顶尖 CAE 技术的 Altair HyperWorks 软件进行帆船相关结构的有限元分析和优化实现了强度、刚度、质量(利用碳纤维材料的拓扑优化)等性能最佳化为目标的整体结构设计和多级优化。
这包括龙骨鳍截面、倾斜机构和相关结构。通过应用先进的优化概念,精简了复合材料铺层设计流程,提高了效率。这是通过识别设计流程中的三个关键阶段(概念设计综合,系统级设计和详细材料铺层设计)并使用各种优化技术(拓扑、自由尺寸、铺层尺寸和铺层顺序)将它们耦合在一起实现的。复合材料自由尺寸优化可以在概念设计综合阶段充分挖掘复合材料的潜力同时设计结构和材料。使用自由尺寸优化可以得到整个结构特定纤维方向的每一层的不同厚度。还可以使用制造约束在概念设计综合阶段同时控制每一个铺层厚度,总铺层厚度,铺层方向百分比等。
使用 HyperWorks 进行船舱壁的多级优化
在铺层尺寸(或厚度)优化阶段通过针对设计性能和制造要求的详细的尺寸优化对自由尺寸优化得到的概念设计阶段的铺层厚度进行细节调整。铺层顺序优化可以得到最佳铺层顺序并保证设计性能和铺层制造要求。
结论
通过在 Ericsson 3 和 4 帆船结构部件的设计过程应用 HyperWorks,ABstructures 可以:
l在相同的软件 license 协议,同一个软件环境下处理绝大部分结构设计优化任务
l在帆船多个重要的结构部件取得 10%的减重效果
l缩短开发周期节约时间
l在建造之前定义和优化结构
版权与免责声明:
本网站所刊登的文章及资料均来自互联网或投稿人,仅供读者参考和借鉴,不代表本网站赞同其观点和对其真实性负责。如涉及作品内容、版权和其它问题,请及时与本网站联系,我们将在第一时间进行处理。