Компьютерное моделирование транспортных средств, где можно работать

Обновлено: 21.11.2024

Адаптировано из статьи с таким же названием, написанной Drs. Sicking and Mak от имени Комитета по вопросам безопасности на дорогах Совета по исследованиям в области транспорта (TRB). Первоначальный документ был опубликован TRB в январе 2000 г. в рамках Транспорт в новом тысячелетии, Современное состояние и будущие направления, Перспективы постоянных комитетов Совета по исследованиям в области транспорта.

Общий уровень безопасности на дорогах в этой стране значительно улучшился за последние несколько десятилетий. Наиболее яркой демонстрацией этого улучшения безопасности на дорогах является продолжающееся снижение уровня смертности. Например, с 1966 по 1996 год уровень смертности в авариях с участием одного транспортного средства со съездом с дороги снизился более чем на две трети с 1,9 до 0,6 погибших на 100 миллионов транспортных миль (161 миллион транспортных километров) пути. Некоторую часть этого сокращения можно отнести к усовершенствованию конструкции транспортных средств и более широкому использованию удерживающих устройств для пассажиров; однако улучшенный дизайн и функции безопасности на дорогах также способствовали сокращению.

Концепция "чистой зоны", пожалуй, является наиболее важным фактором, влияющим на проектирование безопасности на дорогах. Основываясь на этой концепции, придорожные опасности удаляются или перемещаются дальше от проезжей части, когда это возможно. Вырубка деревьев и прокладка инженерных коммуникаций под землей являются примерами устранения придорожных опасностей, а расширение водопропускных труб и дренажных сооружений является хорошим примером перемещения опасностей дальше от проезжей части. Когда опасности нельзя удалить или переместить, для сведения к минимуму опасности для автомобилистов используются отрывные устройства или средства защиты, такие как дорожные барьеры и подушки безопасности.

Прежде чем эти средства обеспечения безопасности на дорогах будут допущены к установке на наших автомагистралях, их необходимо протестировать, чтобы убедиться в их надлежащей работе. Столкновение транспортного средства со всеми вариантами каждой функции может быть довольно дорогостоящим, поэтому компьютерное моделирование столкновений транспортных средств быстро развивается как надежная альтернатива полномасштабным краш-тестам.

Проблемы, которые необходимо решить в будущем

Несмотря на большие успехи, достигнутые в области безопасности на дорогах за последние несколько десятилетий, многие серьезные проблемы безопасности на дорогах до сих пор не решены серьезным образом.

Сведения об установке

Несмотря на то, что функции безопасности подвергаются ряду дорогостоящих полномасштабных краш-тестов для обеспечения приемлемых показателей безопасности, часто существуют значительные различия между протестированными и полевыми установками. Практически все полномасштабные краш-тесты проводятся на ровной поверхности, при этом фактически в этой ситуации устанавливается очень мало средств безопасности. Кроме того, большинство наземных устройств испытываются в условиях сильного грунта, в то время как полевые условия могут варьироваться от слабого грунта до бетона на портландцементе. Установки для краш-тестов обычно

сконструированы с жесткими допусками, которые вряд ли могут быть достигнуты в реальных полевых конструкциях. Ограниченные условия участка также могут создавать особые проблемы для проектировщиков дорог.

Влияния без отслеживания

Краш-тесты устройств безопасности на дорогах обычно ограничиваются отслеживанием ударов. К сожалению, данные о дорожно-транспортных происшествиях показывают, что примерно в половине всех дорожно-транспортных происшествий со съездом с дороги происходит неотслеживание транспортных средств, т. е. боковое скольжение в объект. Кроме того, неотслеживающие удары оказываются более серьезными, чем отслеживающие удары как для барьерных систем, так и для устройств отрыва. Функции безопасности на дорогах, успешно протестированные на отслеживание ударов, могут работать удовлетворительно, а могут и не работать при неотслеживаемых ударах.

Придорожная геометрия

Данные о дорожно-транспортных происшествиях показывают, что геометрия обочины, включая уклоны, насыпи и канавы, является причиной более половины всех дорожно-транспортных происшествий со съездом с дороги, в результате которых получают серьезные травмы или смерть. Считается, что эти придорожные особенности являются основной причиной опрокидывания в авариях с участием одного транспортного средства и съезда с бездорожья. Количество и тип придорожных конфигураций, которые можно оценить с помощью полномасштабных краш-тестов, строго ограничены ограничениями на существующих площадках для испытаний.

Тенденции развития транспортных средств в будущем

Было доказано, что показатели безопасности большинства средств обеспечения безопасности на дорогах зависят от характеристик транспортного средства, включая общую массу, высоту центра тяжести, а также геометрию бампера и капота. Поскольку основные изменения в парк транспортных средств вносятся каждые пять-семь лет, а срок службы большинства средств безопасности составляет 20 и более лет, эксплуатационные характеристики многих устройств безопасности существенно пострадали.

Решения

Как описано выше, в рамках продолжающихся усилий по повышению безопасности на дорогах предстоит решить ряд проблем. Проблемы безопасности на дорогах традиционно оценивались в первую очередь с помощью полномасштабных краш-тестов. Высокая стоимость, связанная с полномасштабным тестированием, вероятно, является самым большим препятствием для решения большинства этих проблем.Требовать полномасштабных краш-тестов всех устройств безопасности для всех возможных вариаций деталей установки нецелесообразно. Кроме того, несмотря на то, что были разработаны и внедрены процедуры испытания отрывных устройств на боковой удар, в настоящее время не существует процедур проведения неотслеживающих ударов, при которых транспортное средство вращается при ударе. Наконец, несмотря на то, что текущие изменения в автопарке можно прогнозировать в будущем для оценки некоторых характеристик автомобилей, построить такой автомобиль для краш-тестов функций безопасности на дорогах невозможно.

Компьютерное моделирование столкновений транспортных средств с использованием расширенного нелинейного кода конечных элементов, такого как DYNA3D, является единственной практической альтернативой полномасштабным краш-тестам для большого количества необходимых оценок показателей безопасности. Теоретически этот тип моделирования может быть использован для исследования всех вопросов безопасности, кратко изложенных выше. Кроме того, после того, как компьютерное моделирование было разработано и успешно подтверждено полномасштабными краш-тестами, затраты, связанные с проведением параметрических исследований для изучения влияния деталей установки, условий удара, геометрии обочины и характеристик автомобиля, становятся относительно недорогими.

Компьютерное моделирование также предоставляет большой объем информации, которая часто недоступна при полномасштабном краш-тестировании. Например, моделирование методом конечных элементов дает разработчикам точную картину распределения нагрузки в критических компонентах предохранительного устройства во время удара. В отличие от полномасштабных краш-тестов, которые обычно дают только рекомендации о прохождении или отказе для конкретной конструкции, компьютерное моделирование может использоваться для выявления областей, где конструкция нуждается в дополнительном усилении, или областей, где компонент имеет избыточную мощность.

Современное состояние

Чтобы компьютерное моделирование могло решить широкий круг проблем, описанных выше, процедуры должны широко использоваться и приниматься сообществом специалистов по безопасности, а также должны иметь установленный опыт точного прогнозирования результатов краш-тестов. К сожалению, компьютерное моделирование средств безопасности на дорогах еще не отвечает всем этим требованиям. Применение обобщенного нелинейного моделирования методом конечных элементов с большими деформациями в области безопасности на дорогах — относительно недавнее событие, причем самые ранние приложения датируются только 1992 годом. усилия по-прежнему сосредоточены на программах статического и динамического тестирования. Даже когда компьютерное моделирование используется для руководства программами разработки, коды наиболее ценны для моделирования испытаний компонентов и сборочных узлов, а не для оценки показателей безопасности путем моделирования полномасштабных аварий. Хотя результаты компьютерного моделирования обнадеживают, было предпринято относительно мало приложений для прогнозирования результатов будущих полномасштабных краш-тестов. Хотя Федеральное управление автомобильных дорог начинает использовать эти коды для поддержки общих политических решений, компьютерное моделирование пока не является приемлемым средством для окончательного тестирования функций безопасности на дорогах на соответствие требованиям.

Промежуточные цели

Как обсуждалось выше, передовые нелинейные коды конечных элементов все еще не находятся на той стадии, когда можно использовать компьютерное моделирование для решения остающихся проблем безопасности на дорогах. Поэтому основные цели на среднесрочное будущее должны быть связаны с продвижением современного уровня компьютерного моделирования.

Конечно-элементное моделирование столкновений со съездом с дороги включает подробные модели как придорожных средств безопасности, так и транспортного средства. Затем код конечных элементов использует эти модели для прогнозирования кинематики транспортного средства, связанной с аварией со съездом с дороги, которая, в свою очередь, используется для оценки риска травм, которым может подвергнуться человек, находящийся в транспортном средстве. Необходимо внести улучшения в каждую из этих областей, прежде чем компьютерное моделирование сможет сыграть важную роль в решении сложных проблем безопасности на дорогах, изложенных выше. Кроме того, необходимо собрать некоторые дополнительные сведения об ожидаемом распределении условий столкновения и будущих характеристиках транспортных средств, если компьютерное моделирование должно полностью раскрыть свой потенциал в этой области.

Модели автомобилей

Конечно-элементные модели для компьютерного моделирования столкновений со съездом с дороги должны включать подробные описания каждого структурного компонента транспортного средства, которое, как ожидается, будет нести значительную нагрузку во время столкновения. Как уже упоминалось, аварии со съездом с дороги часто связаны с неотслеживаемыми ударами; следовательно, удар может произойти в любой точке по окружности транспортного средства, поэтому общая модель транспортного средства должна включать все конструктивные компоненты. Хотя в настоящее время доступно несколько чрезвычайно детализированных моделей, количество представленных различных типов транспортных средств крайне ограничено.

Сгенерированное компьютером изображение энергопоглощающего терминала ограждения SKT-350 во время лобового столкновения с пикапом массой 2000 кг (4400 фунтов), движущимся с постоянной скоростью 100 километров в час (62 мили в час). ) до столкновения. Энергопоглощающий терминал ограждения SKT-350 после краш-теста пикапа массой 2000 кг (4400 фунтов), движущегося с постоянной скоростью 100 километров в час (62 мили в час) до столкновения.

Кроме того, ни одна из существующих моделей не была проверена на полномасштабных краш-тестах для широкого диапазона условий столкновения, которые необходимо изучить. Кроме того, детализированные модели транспортных средств, используемые в настоящее время, все еще имеют некоторые существенные ограничения, особенно в представлениях подвески и шин. Эти области моделей транспортных средств особенно важны для моделирования дорожно-транспортных происшествий из-за сильной корреляции между повреждением шин и подвески и опрокидыванием транспортного средства.

Поэтому необходимо приложить значительные усилия для усовершенствования существующих методов моделирования транспортных средств, чтобы предоставить более совершенные инструменты для анализа последствий съезда с дороги. Также очень важно, чтобы эти модели обновлялись в соответствии с текущими тенденциями в автопарке.

Модели защитного оборудования

Несмотря на то, что за последние несколько лет был разработан широкий спектр моделей оборудования для обеспечения безопасности, большинство из этих моделей не прошли достаточную проверку. Недостатки модели оборудования обычно можно разделить на две категории: ограничения материалов и трудности моделирования соединений.

Материалы, такие как дерево и почва, особенно сложно моделировать из-за больших несоответствий от одной установки к другой. Характеристика этих материалов должна начинаться с определения ожидаемой изменчивости от образца к образцу или от места к месту. Другие типы неоднородных материалов, такие как портландцемент, асфальтобетон и пластмассы, армированные волокном, также создают серьезные проблемы для разработчиков моделей материалов.

Многие типы соединений, используемые в приложениях для обеспечения безопасности на дорогах, создают относительно сложные проблемы моделирования. Например, соединение между ограждением и деревянным блоком должно быть тщательно смоделировано, чтобы обеспечить правильное поведение, когда нижний элемент W-образной балки врезается в деревянный блок, а болт стойки протягивается через ограждение.

Модели оборудования для обеспечения безопасности на дорогах должны быть тщательно проверены с помощью детального тестирования компонентов, чтобы обеспечить точное предсказание такого уникального поведения и достаточно точную модель общего воздействия.

Оценка рисков

Когда будут созданы достаточно точные модели транспортных средств и аппаратных средств, компьютерное моделирование сможет правильно определить кинематику пассажирского салона, связанную с аварией при съезде с дороги. Однако общий риск травм или гибели пассажиров еще предстоит определить. Проблема, связанная с увязкой кинематики транспортного средства с риском для пассажиров, не уникальна для компьютерного моделирования и на протяжении многих лет мешала полномасштабным программам краш-тестов.

Проблема еще больше осложняется широким распространением систем передних и боковых подушек безопасности, которые могут существенно повлиять на меры риска пассажиров, используемые специалистами по безопасности на дорогах. Необходимо разработать более эффективные меры риска для пассажиров, чтобы учесть более совершенные системы защиты пассажиров, которые теперь доступны в автопарке.

Компьютерное моделирование с использованием подробных моделей пассажиров (включая модели лобового и бокового ударов) и моделей систем защиты (включая модели подушек безопасности и ремней безопасности) может предложить один механизм для разработки необходимых связей между кинематикой транспортного средства и риском для пассажиров. Однако единственным механизмом для создания такой связи является проведение подробных расследований реальных сбоев. Путем реконструкции дорожно-транспортных происшествий, связанных со съездом с дороги, для определения кинематики автомобиля и пассажиров можно было бы установить более тесную связь между существующими показателями риска для пассажиров, такими как критерии травмы головы или индекс травмы грудной клетки, и вероятностью травмы.

Заключение

За последние несколько десятилетий транспортные чиновники добились больших успехов в повышении безопасности на дорогах страны: количество смертельных случаев, связанных со съездом с дороги, сократилось почти на 70 %. Чтобы сохранить этот уровень улучшения в снижении травм и смертельных случаев, сообщество безопасности должно начать решать некоторые из наиболее сложных вопросов безопасности на дорогах. Эти проблемы включают чувствительность функций безопасности к деталям установки, проблемы, связанные с неотслеживаемыми ударами, роль геометрии обочины в серьезных авариях, а также продолжающиеся усилия по выявлению будущих тенденций транспортных средств и их влияния на безопасность на дороге.

Высокая стоимость полномасштабного краш-тестирования не позволяет значительно расширить существующие программы для решения этих проблем.Компьютерное моделирование представляется единственным практическим средством решения этих проблем в ближайшем будущем.

Чтобы достичь цели исследования этих сложных вопросов безопасности на дорогах, необходимо приложить значительные усилия для улучшения возможностей компьютерного моделирования для моделирования аварий при съезде с дороги. Эти усилия должны быть направлены на разработку более совершенных моделей оборудования для обеспечения безопасности транспортных средств и дорог, а также на улучшение связи между кинематикой транспортных средств и риском для пассажиров. Если всесторонние усилия будут направлены на достижение этих общих целей, мы сможем продолжить работу по сокращению травм и смертельных случаев, связанных со съездом с дороги.

Дин Л. Сиккингс, директор Центра безопасности на дорогах Среднего Запада и доцент кафедры гражданского строительства Университета Небраски в Линкольне. Доктор Зикинг также является председателем подкомитета по вычислительной механике комитета TRB A2A04, «Функции безопасности на дорогах». Он занимается исследованиями в области безопасности дорожного движения более 20 лет и тесно сотрудничает с многочисленными государственными департаментами транспорта, Федеральным управлением автомобильных дорог, Национальной программой совместных исследований автомобильных дорог и рядом частных компаний. Он является зарегистрированным профессиональным инженером в Аризоне, Небраске и Техасе, и его официальное образование включает степень бакалавра в области машиностроения, а также степень магистра и доктора в области гражданского строительства Техасского университета A&M.

Кинг К. Мак в настоящее время является частным консультантом, проводящим исследования и разработки в области безопасности на дорогах, а также председателем комитета TRB A2A04 «Особенности безопасности на дорогах». Он работал в области безопасности дорожного движения в течение 30 лет, включая руководящие и исследовательские должности в Техасском транспортном институте и Юго-Западном научно-исследовательском институте. Он провел многочисленные исследования для Федерального управления автомобильных дорог, Национальной администрации безопасности дорожного движения, Национальной программы совместных исследований автомобильных дорог, государственных департаментов транспорта и частных предприятий, и его работы широко публикуются. Он имеет степень бакалавра гражданского строительства Университета Гонконга и степень магистра транспортного машиностроения и исследования операций Технологического института Джорджии. Он является зарегистрированным профессиональным инженером в Мэриленде и Техасе.

Снимая аэрофотоснимки для дела, над которым я работал, я заметил, что на снимке запечатлен тягач с прицепом, поворачивающий к стоянке для грузовиков на остановке для отдыха.

Я сразу подумал про себя... Я должен смоделировать путь этого грузовика. Почему? Поскольку я инженер, это то, что меня интересует, и хочу напомнить вам, читатель, что DJS Associates имеет возможность предоставить эту услугу, среди многих других, в случае, если у вас есть случай, когда моделирование движения транспортных средств могут быть полезной или даже необходимой частью анализа.

Таким образом, не осмотрев ни площадку, ни тягач с прицепом, я смог выполнить только компьютерную оценку поворота этого грузовика. Аэрофотоснимок, по сути, уже в масштабе, и размеры грузовика, включая положение его осей, можно было увидеть и измерить по аэрофотоснимку. Компьютерная симуляция PC-Crash была настроена и повторена, чтобы соответствовать двум позициям тягача с прицепом на аэрофотоснимках, а также останавливать тягач с прицепом на стоянке, куда он направлялся.

К настоящему моменту вы знаете, что мне нравится рассчитывать скорость транспортных средств по видео, оценивать влияние солнечных бликов, а также выполнять компьютерные симуляции поворотов тягача с прицепом. Будь то для реального дела, над которым я работаю, или даже в свободное время для развлечения, я люблю такие виды оценок, и вы можете быть уверены, что полученный результат работы является свидетельством этого!

Прежде чем будет построен первый прототип автомобиля, он существует в моделировании.

Роб Экли мог сказать, откуда дует ветер. Он до сих пор помнит, как 30 лет назад впервые заметил, что системы автоматизированного проектирования (САПР) проникают в процесс разработки автомобилей.Почти мгновенно люди, работающие с ручками и бумагой, выглядели глупо. Любой может увидеть потенциал этой передовой технологии.

"В автомобильной промышленности есть семинары и всевозможные места, где можно увидеть тенденции", – рассказал Экли Road & Track. «Я увидел, что все больше людей используют САПР, и понял, чем эти инструменты могут быть полезны. Это, в сочетании с постоянным стремлением к постоянному совершенствованию отрасли, позволяет сказать, что за этим будущее».

Добро пожаловать в колонку "Профессионалы", выходящую раз в две недели, в которой мы беседуем с людьми, занимающими одни из самых интересных должностей в автомобильной промышленности.

Экли начал экспериментировать с САПР после работы, учась только для того, чтобы учиться. Он пошел к своему менеджеру с идеями о том, как использовать эту технологию. Они оба начали искать отделы внутри автопроизводителя, которые могли бы воспользоваться помощью в области автоматизированного проектирования (CAE), в конечном итоге учредив роль CAE системы шасси.

Спустя десятилетия Экли стал важным игроком в области современного автомобилестроения. Будучи инженером по компьютерной динамике транспортных средств в Ford, Экли моделирует ходовые качества нового автомобиля задолго до того, как будут построены первые прототипы, и продолжает выполнять цифровой анализ вплоть до выпуска автомобиля на рынок. Работа Экли помогла определить, как едет Mustang Mach-E. Его предложения, вдохновленные данными, собранными в ходе моделирования, определили, как едет конечный продукт.

"Выполняя практические физические тесты, вы должны создавать детали и ждать, пока они будут готовы, прежде чем вы сможете что-либо протестировать или понять физику чего-либо", — сказал он R&T. «С CAE вы можете сделать всю эту работу намного быстрее, так что вы можете попытаться максимально приблизить все архитектурные компоненты автомобиля [к финалу], прежде чем создавать какие-либо прототипы. Затем, как только вы окажетесь на уровне прототипа, вам останется только настроить машину».

Редко в этом процессе симуляция промахивается. Будь то ускорение, нагрузка на шины, градиенты крена шасси или торможение, симуляции были усовершенствованы и усовершенствованы для получения результатов, соответствующих тому, что инженеры будут наблюдать в реальном мире. Тысячи часов моделирования помогают инженерам определить, где расположить стойки крыши, какую конструкцию подвески использовать и как прикрепить ее к кузову — и все это при снижении затрат, повышении производительности и бескомпромиссной практичности.

Это дает автопроизводителям огромную гибкость, особенно когда они работают над совершенно новой платформой. Например, с Mach-E у Ford была большая свобода с общей компоновкой благодаря тому, как упакованы трансмиссии электромобиля. Но дизайнерам по-прежнему нужно было обеспечить правильное сочетание практичности, производительности и комфорта в Mach-E. В результате получился автомобиль, которым приятно управлять, он обманчиво быстр и удобен в управлении. Этот персонаж появился в симуляциях задолго до того, как прототипы электромобилей начали бегать в камуфляже.

Такова реальность развития современных автомобилей. Стоимость и сложность точных испытаний в реальных условиях продолжали подталкивать автопроизводителей к компьютерному моделированию и использовать его все раньше и раньше. Эта тенденция началась еще до того, как появилась такая вещь, как управляемая водителем симуляционная установка.

Так называемые "симуляторы вождения" — это недавнее дополнение к инженерному инструментарию автопроизводителей, дополняющее математические эталонные симуляции, составляющие основу автоматизированного инженерного процесса. Эти симуляции автоматизированы и объективны. Смоделированная версия автомобиля, такая как Mach-E, проводит заранее запланированный тест, в результате которого получаются точные и достоверные данные о том, как он ведет себя в различных условиях. Используя эти данные, автопроизводители могут прогнозировать поведение автомобилей в реальном мире.

Но эти симуляции не могут отразить ощущения от вождения, реакцию органов управления на действия человека и влияние положения водителя на восприятие вождения. Однако теперь управляемые человеком симуляторы с реалистичной графикой, надлежащим интерьером и традиционными элементами управления могут сделать компьютерную инженерию еще более важной для процесса.

"Симулятор [вождения] хорош тем, что вы также получаете субъективную обратную связь", – сказал Экли. «Динамика автомобиля — очень субъективный параметр.Все дело в реакции машины и в том, как ее воспринимают люди, насколько интуитивно понятно управление автомобилем, как чувствуется руль. Люди не едут по дороге и не думают: «О, мой уклон такой-то и такой-то». Важно то, как это ощущается. Симулятор позволяет нам получить эти субъективные отзывы до того, как у нас появятся прототипы».

При правильном использовании раннее субъективное моделирование может помочь сделать более привлекательные, более точные или более удобные автомобили или автомобили, которые воплощают все три одновременно. Они могут помочь автомобильным компаниям принимать более обдуманные решения на ранних стадиях процесса, потенциально упрощая разработку отличных автомобилей. Это будущее, которое видит Экли. А когда дело доходит до компьютерного моделирования, он уже однажды был прав.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Дополнительную информацию об этом и подобном контенте можно найти на сайте piano.io

Идеальные решения для автомобильной техники

Подробнее об автомобильной промышленности

По мере того, как отрасль перестраивается, моделирование играет более важную роль в разработке транспортных средств, чем когда-либо. Умная электроника, информационно-развлекательные системы, телекоммуникации, передовое программное обеспечение — производители транспортных средств и системные интеграторы представили потребителям инновационные и революционные технологии. Эта отрасль также быстро превращает автомобили с автоматическим управлением в реальность благодаря внедрению передовых систем помощи водителю — ADAS — и автономных функций. С другой стороны, растущие расходы на топливо и забота об окружающей среде меняют структуру всех аспектов автомобилестроения — от аэродинамики, двигателя и трансмиссии, комфорта пассажиров, жесткости конструкции до электрических и электронных систем.

Приложения

Узнайте, что компьютерное моделирование может сделать для этой отрасли

Легковые автомобили и легковые автомобили

Разрабатывать транспортные средства, отвечающие самым строгим требованиям

Автомобильное моделирование позволяет инженерам быстрее внедрять инновации, сохраняя при этом безопасность и надежность, за счет предвосхищения проверки посредством цифрового прототипирования и быстрого виртуального тестирования. С помощью решений ANSYS вы можете всесторонне моделировать применение в транспортных средствах жидкостных, тепловых, электромагнитных, электронных, полупроводниковых, программных и полностью интегрированных систем.

Поставщики

Разработка современных многофункциональных автомобилей с упором на инновации

Разрабатывайте автономные автомобильные системы, интеллектуальное управление, информационно-развлекательные устройства и возможности подключения, чтобы повысить эффективность использования топлива и снизить выбросы загрязняющих веществ. Применение решений Ansys для проектирования автомобильных компонентов повышает безопасность и надежность на каждом этапе разработки.

Большие грузовики и внедорожники

Создание электронных устройств для различных приложений, таких как автоматизация сельскохозяйственных задач

Внедрение расширенного виртуального исследования проектов с помощью решений ANSYS помогает обеспечить эффективность, безопасность, качество и надежность с самого начала цикла проектирования. Кроме того, достижения ANSYS в разработке систем на основе моделей и автоматизированном создании встроенного программного обеспечения могут значительно сократить время разработки.

Автоспорт и гонки

Идите в ногу с отраслевыми разработками, используя моделирование в своих проектах

Электрические приводы связаны с интерактивными тепловыми, жидкостными, структурными и электромагнитными эффектами, которые требуют комплексного мультифизического моделирования, что является особенностью решений ANSYS. Производители гоночных автомобилей могут извлечь выгоду из исследования и оптимизации конструкции, внедрить методы раннего прогнозирования качества и надежности, а также создать гибридные и электрические приводы.

Контент

Все о моделировании и моделировании для всех в статьях, электронных книгах, вебинарах и т. д.

КОНТАКТЫ

ESSS предлагает команду технических специалистов, специализирующихся на численном моделировании и математическом моделировании. Мы обучены быстро решать ваши сомнения и проблемы. Свяжитесь с нами в рабочее время.

Свяжитесь с нами

Работать здесь

Мы набираем сотрудников в нескольких офисах.

Информационный бюллетень

Подпишитесь на нашу рассылку и получайте обновления и высококачественный контент.

В статье представлена оптимизация аэродинамических свойств автомобиля с помощью программы моделирования STAR-CCM+. Для реального моделирования использовался тестовый автомобиль Fiat 127, который был модифицирован на базе автомобиля с высокими характеристиками. Основной целью данной работы является использование компьютерного моделирования для получения знаний о влиянии отдельных частей тела на результаты аэродинамического сопротивления, прижимной силы или подъемной силы.По результатам будут разработаны модификации кузова, направленные на улучшение аэродинамических характеристик кузова, но не нарушающие основную форму и внешний вид автомобиля. Модификации снова будут подвергнуты испытаниям в программном обеспечении для моделирования. На модифицированном кузове был значительно снижен крутящий момент на переднюю ось, при этом увеличен на заднюю ось (около 1250 Нм). Это вызвало значительный стабилизирующий эффект на заднюю ось. Результаты имитационных испытаний до и после модификации кузова обрабатываются в графическом и числовом виде. © 2017 Университет сельского и лесного хозяйства имени Менделя в Брно. Все права защищены.

Откройте для себя мировые исследования

20 миллионов участников
135 миллионов публикаций
Более 700 тыс. исследовательских проектов

Кафедра транспорта и погрузочно-разгрузочных работ, инженерный факультет, Словацкий сельскохозяйственный университет в Нитре,

Отдел экспертной инженерии, Институт обучения на протяжении всей жизни, Университет Менделя в Брно, Zemědělská 1/1665,

Компьютерное моделирование аэродинамических свойств автомобиля. Acta U niversitatis Agricul turae et Silviculturae

кузов , но не нарушит основную форму и внешний вид автомобиля. Изменения будут

крутящий момент передней оси при увеличении задней оси (около 1250 Нм). Это вызвало значительную стабилизацию

воздействие на заднюю ось. Результаты симуляционных испытаний до и после использования модификаций кузова

III: Аэродинамические силы, действующие на отдельные части кузова автомобиля до и после модификации (значения действительны для половины кузова автомобиля)

Из проведенного моделирования видно, что кузов автомобиля не был разработан производителем

для использования на высоких скоростях. При скорости 190 км.ч-1 результирующая подъемная сила (Fy) превышает почти 18 7 Н.

и перенести точку действия ближе к задней оси автомобиля. В то же время целью было

установить, чтобы не увеличивать слишком сильно аэродинамическое сопротивление автомобиля, а также не изменять основные внешние параметры

подтвердили правильность наших решений. Результирующая сила кузова k (Fy) изменила свой размер

503 Н. На доработанном кузове также был уменьшен крутящий момент в оси переднего моста МЗ1, при этом увеличен

на гоночном автомобиле FIA T 127 и проверены в гонках, отметив повышение устойчивости при вождении даже на высоких скоростях.

ДАМЬЯНОВИЧ Д. и др. 2011. CFD-анализ концепт-кара с целью улучшения аэродинамики. Армуве Йово Дж.,

В АНЧУРА, Ю., НОВОТНИ, П ., ПОРТЕШ, П . и БЛАЧАК, О. 2010. Расчет аэродинамических характеристик

гоночной машины с открытыми колесами. MECCA — Журнал среднеевропейского строительства и дизайна автомобилей, 13(2): 22–27.

<р>. А - размер лобовой площади автомобиля (м 2 ); • cd – коэффициент лобового сопротивления, отражающий аэродинамическую форму автомобиля (-); • ρ – плотность воздуха (кг.м −3 ) [49] . .

Европейский парламент принял Директиву 2019/1161 о продвижении экологически чистых и энергоэффективных автотранспортных средств, которая также определяет обязательства и формы поддержки закупки экологически чистых транспортных средств в городской логистике. Увеличение количества отправлений, доставляемых в рамках электронной коммерции, что также является следствием пандемии COVID-19, требует перехода на устойчивую систему логистики. Новые исследовательские вопросы поднимаются при подготовке новых проектов по внедрению, в частности, малых электрических коммерческих автомобилей. Один из основных исследовательских вопросов, касающихся самого развертывания, заключается в том, могут ли легкие коммерческие электромобили полностью заменить автомобили с обычным двигателем. Какие условия эксплуатации оптимальны для их эксплуатации? Как вес груза влияет на энергоэффективность эксплуатации легкого коммерческого электромобиля? Авторы решили провести исследование влияния веса и характера ездового цикла в лабораторных условиях, чтобы исключить все внешние факторы, которые могли бы исказить отдельные измерения и их результаты. Для моделирования ездовых циклов был разработан городской ездовой цикл на основе скорости, ускорения, замедления и состояния уклонов дорог в выбранном региональном городе Жилина (Словакия). В случае эксплуатации легкого коммерческого автомобиля с электрическим приводом влияние веса груза на запас хода транспортного средства невелико и ниже уровня теоретического максимального запаса хода транспортного средства в городских логистических приложениях. Эксплуатация транспортных средств с электроприводом в холмистой местности с относительно большими уклонами и более крутыми склонами увеличивает потребление электроэнергии и, таким образом, уменьшает их запас хода.

<р>. Компьютерное моделирование использовалось при проектировании самолетов и автомобилей с высокой производительностью и точностью в течение многих лет [1, 2].В последнее время компании и исследователи стали уделять больше внимания использованию вычислительного моделирования в таких областях, как гидродинамика, обман межжелудочковой перегородки и механика движения тазобедренных имплантатов [3,4]. .

Предыстория: пандемия COVID-19 резко охватила весь мир, нанеся катастрофический ущерб человеческому обществу. За последние месяцы было предложено несколько терапевтических средств и вакцин для лечения этого заболевания, и в настоящее время проводится или находится в процессе более 150 клинических испытаний. Тем не менее, эти испытания чрезвычайно дороги и требуют длительного времени, что обусловливает потребность в альтернативных экономически эффективных методах для решения этой насущной потребности в проверенных терапевтических средствах и вакцинах. Имея это в виду, здесь мы оцениваем использование клинических испытаний in silico как значительное развитие в области клинических исследований, которое дает возможность сократить время и затраты, необходимые для клинических испытаний COVID-19 и других заболеваний. Методы. Используя базу данных PubMed, мы проанализировали шесть релевантных научных статей, касающихся возможного применения клинических испытаний in silico для тестирования терапевтических и исследовательских методов лечения различных заболеваний. Результаты. Во многих рассмотренных доказательствах наблюдалось успешное использование исследований in silico. Вывод. Клинические испытания in silico можно использовать для уточнения клинических испытаний инфекции COVID-19.

В данной статье мы рассматриваем новые промышленные задачи, требующие расчета динамики воздуха внутри и снаружи огромных и геометрически сложных строительных конструкций. Примером таких сооружений являются спортивные сооружения полуоткрытого типа, для которых необходимо оценивать условия комфортности в зависимости от внешних факторов как на этапе проектирования, так и при дальнейшей эксплуатации здания. Отличительными чертами такой многомасштабной задачи являются значительные размеры здания масштабом в сотни метров и сложная геометрия внешних и внутренних деталей с характерными размерами порядка метра. Такие задачи требуют использования суперкомпьютерных технологий и создания 3D-модели, адаптированной для компьютерного моделирования. Мы разработали специализированное программное обеспечение для численного аэродинамического моделирования таких зданий с использованием метода сглаженных частиц для графических процессоров Nvidia Tesla на основе технологии CUDA. Метод SPH позволяет проводить сквозные гидродинамические расчеты при наличии большого количества сложных внутренних поверхностей. Эти поверхности могут быть спроектированы по 3D-модели здания. Особое внимание уделено эффективности параллельных вычислений с учетом граничных условий на геометрически сложных твердых поверхностях и на свободных границах. Ниже приводится обсуждение тестовых симуляций футбольного стадиона.

Исследуются основные аэродинамические характеристики универсального гоночного автомобиля с открытыми колесами, оснащенного различными аэродинамическими устройствами. Основное внимание уделяется влиянию конструкции днища автомобиля, а также переднего и заднего крыльев на аэродинамические силы, испытываемые автомобилем. Вычислительное моделирование проводится в предположении об установившемся течении вязкой жидкости с использованием усредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса и переноса стандартного напряжения сдвига (SST) k-? модель турбулентности. Подъемная сила в конфигурации с плоским днищем автомобиля (без заднего диффузора на задней кромке днища автомобиля) и без крыльев положительна (нежелательная подъемная сила), а отрицательная подъемная сила (благоприятная прижимная сила) получается во всех конфигурациях. с аэродинамическими устройствами (задний диффузор под днищем, антикрыло переднее, антикрыло заднее). Аэродинамические устройства создают повышенную нежелательную силу сопротивления по сравнению с конфигурацией без аэродинамических устройств. Прижимная сила и сила сопротивления аналогичны при использовании крыльев, состоящих из двух и трех элементов. Это указывает на то, что при одинаковых общей хорде и угле падения ветра количество элементов крыла не является очень важным фактором, влияющим на аэродинамические нагрузки, испытываемые этим типом гоночного автомобиля с открытыми колесами с аналогичной компоновкой переднего и заднего крыла. Оптимальные конфигурации с точки зрения аэродинамического качества — это конфигурации с задним диффузором и крыльями на месте. В конфигурации с трехэлементным крылом линии тока в области заднего крыла анализируются как расчетно, так и экспериментально с использованием метода пучкового течения. Достигнуто хорошее согласие между расчетными и ограниченными экспериментальными результатами относительно линий тока. Однако для полной проверки разработанной вычислительной модели потребуется дальнейший количественный анализ.

Слобода
В. Ференси
В Главне
З Ткач

СЛОБОДА А., ФЕРЕНЦЕЙ В., ГЛАВЧА В., ТКАЧ З. и др. 2008. Konštrukcia kolesových and pásových vozidiel: teória, konštrukcia, rizika. Кошице: Венала.

Расчет аэродинамических характеристик гоночного автомобиля с открытыми колесами. MECCA - Журнал среднеевропейского строительства и дизайна автомобилей

Дж. Ванчура
П Новотны
П Портеш
О Блатак

ВАНЧУРА, Й., НОВОТНИ, П., ПОРТЕШ, П. и БЛАЧАК, О. 2010. Расчет аэродинамических характеристик гоночного автомобиля с открытыми колесами. MECCA - Журнал среднеевропейского строительства и дизайна автомобилей, 13 (2): 22–27.

ВЛК, Ф. 2001. Dynamika motorových vozidel. Брно: Наследие и завещание ВЛК. Контактная информация

ДАМЬЯНОВИЧ Д. и др. 2011. CFD-анализ концепт-кара с целью улучшения аэродинамики. А Йово Ярмуве, Мадьяр Ярмуипар Тудоманьос Лапья, 1(2): 63–70.