威尔胜(Wilson)体育用品有限公司是Amer体育用品公司的子公司,是世界领先的高性能运动器材、服装和配件制造商之一。该公司总部位于伊利诺伊州芝加哥市,自1914年以来一直致力于帮助各地的运动员发挥其真正的潜力。通过研究运动员与其设备之间的关系,并在整个开发过程中牢记这一点,威尔逊使用最先进的运动技术和专业知识发明、设计和研究能够改变比赛的产品。
体育产业竞争水平的提高使体育和休闲设备开发商重新思考他们创造产品的方式。对更快、更轻、更强的产品有更高的需求,因此公司依靠创新的设计思维,借助计算机辅助工程(CAE),以前所未有的方式帮助改进产品设计。现在标准的做法是在仿真、优化和设计软件的帮助下,试验材料、空气动力学、替代设计等,以权衡任何给定变化的利弊。最终可以实现体育用品设计的技术性增强,而开发时间更短、负担更轻。高尔夫球杆行业也不例外,在整个球杆开发过程中使用了高度复杂的工程技术,以满足消费者对其外观、感觉和性能的高度期望。
威尔胜为电视竞赛开发了一个概念,以鼓励高尔夫行业的创新。Driver vs. Driver 作为这个概念后来被人们所熟知,随后有抱负的高尔夫俱乐部设计师相互角逐并在最后开发出成功的设计,最终将成为威尔胜的下一个生产驱动力。
在Altair Evolve中实际完成一个球杆设计
威尔胜与Altair建立了稳固的合作关系,过去曾与 Altair ProductDesign 一起参与过许多成功的项目,并重视 Altair HyperWorks 和 Altair solidThinking 软件套件中的各种仿真和设计技术。Altair的技术和工业设计团队被选中在威尔胜实验室的指导下工作协助发展该展会。
为了解决这个问题,Altair ProductDesign 工业设计师和计算流体动力学(CFD)专家团队前往芝加哥,获取有关威尔胜游戏计划的详细信息。在初步讨论之后,Altair召集了一组来自全球各地的设计师,以帮助参与 Driver vs. Driver 的每个团队实现他们的设计。设计师通过 Altair Evolve 中的构思草图和3D建模开发了参赛者的初始设计,Altair Evolve 是一种设计工具,可以从草图和想法中快速开发概念并创建数字模型。
在压缩了的开发时间范围内工作,Evolve在帮助参赛者和设计师探索多种结构和美学迭代,以便了解这些变化如何影响关键技术方面发挥了关键作用,如球杆头体积、重量、重心和转动惯量。Evolve的集成渲染还使我们能够了解设计在现实生活中的外观,并对模型进行实时编辑以优化设计。Evolve模型对于制作球杆头的3D打印(或快速原型)也至关重要,允许参赛者亲自动手设计。
空气动力学仿真
下一阶段涉及分析初始设计的空气动力学性能。在高尔夫球杆设计方面,即使是最小的调整也会对球杆头接触球的方式、用户所需的力量、用户控制程度等产生巨大影响,主要是由于这些调整会影响球杆头的空气动力学性能。通过仿真这些效果可以提供对过程的深刻洞察,使工程师能够在设计阶段早期发现重大问题,并腾出宝贵的时间专注于改善球杆的其他区域,这可以大幅改变最终产品的质量。
Altair HyperWorks 虚拟风洞(VWT)是专门为仿真和分析给定物体的空气动力学性能而开发的CFD工具,它在 Driver vs. Driver 的球杆研发中发挥了重要作用。VWT能够采用每个团队开发的设计并运行它们,以快速可视化球杆头与其所通过的空气的相互作用。这些团队能够深入了解诸如球杆冠部的半径如何控制其主要的空气动力学性能,以及评估某些增加和/或减少是否会破坏球杆性能。
结论
在整个项目中,参赛者能够通过创建数字模型来评估结构和技术细节,同时模拟空气动力学性能,从而对他们的设计进行重大改进。他们确定了冠部半径对球杆头周围气流的影响程度,因此能够在Evolve中快速修改它以达到最佳形状。此外,仿真和数字建模功能允许自由地试验设计并更快地识别可行选项,从而节省时间专注于球杆的其他方面。
虚拟风洞仿真球杆空气动力学性能
竞赛结束时,来自俄亥俄州辛辛那提市的 Eric Sillies 的称作 Triton 的设计获得了500,000美元的 Driver vs. Driver 奖。该球杆在表冠上有一个白色对齐条纹,两个可互换的底板和三个可调节的重量端口,使其成为业内最灵活和可定制的设计。凭借其无与伦比的可配置性,每位使用者都能够找到一个组合来优化他们球的飞行路径,以获得最大的准确性和距离。
在 Driver vs. Driver 竞赛期间的创意氛围带来了一些引人入胜的高尔夫球杆设计思路。在威尔胜实验室团队的指导下,与 Driver vs. Driver 参赛者合作,提供了独特的体验,Altair的顾问成功地利用现代设计和仿真技术,共同为高尔夫世界提供世界级和高度创新的产品。
解决方案
为了解决这个问题,Altair ProductDesign 工业设计师和计算流体动力学(CFD)专家团队前往芝加哥,获取有关威尔胜游戏计划的详细信息。在初步讨论之后,Altair召集了一组来自全球各地的设计师,以帮助参与 Driver vs. Driver 的每个团队实现他们的设计。设计师通过 Altair Evolve 中的构思草图和3D建模开发了参赛者的初始设计,Altair Evolve 是一种设计工具,可以从草图和想法中快速开发概念并创建数字模型。在压缩了的开发时间范围内工作,Evolve在帮助参赛者和设计师探索多种结构和美学迭代,以便了解这些变化如何影响关键技术方面发挥了关键作用,如球杆头体积、重量、重心和转动惯量。Evolve的集成渲染还使我们能够了解设计在现实生活中的外观,并对模型进行实时编辑以优化设计。Evolve模型对于制作球杆头的3D打印(或快速原型)也至关重要,允许参赛者亲自动手设计。
Altair的团队与Driver vs. Driver选手合作
“在处理Driver vs. Driver参赛者的诉求方面,Altair的专业知识非常宝贵。Altair为比赛带来的知识和智能技术使参赛者能够轻松地对他们的设计进行虚拟测试、可视化和调整,以帮助确保球杆具有出色的空气动力学性能并满足消费者诉求。”