用Solid Edge设计的赛车表现完美,令Grand Am赛车迷惊叹不已
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车队虽小,工具强大
" R- A1 k; b4 h& J- `1 m对于参加Formula I和NASCAR比赛的车队而言,顶尖设计技术是司空见惯的,因为这些
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令人羡慕的车队有大量的赞助商和大把大把的钞票。但是,对于那些风头被掩盖的小车
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队(比如印第安纳波利斯的很多车队)而言,CAD、CAM和CAE还相当罕见。位于印第安
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纳波利斯的FIN-EL工程服务公司的总监Jeff Berger最近与赛车制造商FABCAR合作进行
* m5 X. X; t }' e6 W" L, ?# y一个项目,该项目将改变这种局面。Berger表示,“我希望我们的Daytona 原型车取得
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的成功将有助于说服小车队,CAD/CAE/CAM技术也对他们有用。”Daytona 原型车是在
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劳力士杯跑车系列赛(Rolex Sports Car Series)2003赛季首次亮相、按照Grand Am
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标准设计的新一代赛车,由Berger协助位于印第安纳州Carmel的顶级赛车制造商FABCAR
+ ]# q+ b& B+ S/ L- `2 _0 @共同开发。该项目不同寻常的一点是,包括组合车身表面在内的整个汽车都是由资深赛
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车手在Solid Edge里面建模设计!而这些人不是我们通常理解的高科技人员。3月1日,
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Daytona原型车(Brumos Racing#59 FABCAR)在Nextel迈阿密大奖赛Homestead-Miami
- w- U C. i8 U赛道取得了自己的第一场胜利。在随后的劳力士杯跑车系列赛250英里比赛中,资深车
) x; D4 u- t3 N手Hurley Haywood和新手J.C France驾驶这一辆车大获全胜。
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参数化简化了曲面修改
' L: Z! n- i/ ~4 I5 R当Grand Am还在考虑应该开发哪种类型赛车时FABCAR就参与进来了。该组织已经确定新
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车要有一个封闭式驾驶室,“以便看起来更像车迷们喜欢的正规赛车,”Berger表示。
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但是,Grand Am需要FABCAR等制造商就赛车外观的其它部分提供意见。当时,FABCAR刚
4 H3 d) x8 D& ~! W1 v4 b: @' V刚从Berger的公司FIN-EL购买了Solid Edge,因此要求他协助Grand Am开展工作。
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Berger在Solid Edge里面建造了好几种车身款式。“不像我以前那样,坐下来画一部车
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子了事,”他表示,“在建造车身之前,我花了几周时间来建立工作流程和理顺参数关
/ I1 x" K# v* {5 [系。流程建好之后,我马上就可以在一两天内创建车身的各种变形。”模型建好之后,
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Berger用Solid Edge 软件的渲染工具来创建逼真的设计效果图,然后把这些效果图发
$ F( H5 M6 k5 K& H0 b给Grand Am,帮助Grand Am的官员理解他的设计思想和意图,并在后来发送到该系列的
2 O: J3 C) K3 ?2 \: U8 U其它赛车制造商以推广这一新概念。
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当Grand Am确定了赛车的总体外观之后,FABCAR立即要求FIN-EL继续帮忙把这一新概念
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变为现实。FABCAR和FIN-EL的工程师集中精力进行机械设计,而Berger则全力以赴设计
7 k+ c7 n7 g# `% K# `3 T7 q" L" }车身。每个人都以电子方式共享Solid Edge数据,协调彼此的工作。在这期间,大家体
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验到了利用Solid Edge对车身表面进行建模的一个关键优势。“当我们在设计赛车时,
. x. p0 b. X* C& r9 p1 J( F. H, g- SGrand Am还在修改规则,”Berger表示,“如果我们使用二维图纸或者传统的曲面建模
& K p& \/ X' _. p6 P( F) o. r程序,设计演进可能难以跟上规则的变化速度:如果使用二维图纸,规则变化可能意味
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着必须从零开始;而在传统曲面建模软件中,规则变化时需要修改涉及到的每个表面,
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然后将其重新附在周围表面上。有了Solid Edge的参数化建模功能,规则变化时,我们
3 p+ b3 o- Y3 I0 ?只需在草图中修改参数,所有受影响表面都会自动更新。”
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模型的多种用途
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Berger用.stl格式把车身模型导出到一个快速原型机里面,后者按照十八分之一的比例
* k- F' K5 @2 U' a! s' S' V. e制作出赛车原型。同时,他对一些车身部件进行计算流体动力学(CFD)分析并对设计
/ L5 s: G/ F1 d. `5 v( z6 o7 \进行微调以改进这些部件的空气动力学性能。另外,Berger把来自FABCAR的悬架和辗杆
5 X V6 I% | O/ T设计数据导入到有限元分析程序CAEFEM(由Solid Edge Voyager Program合作伙伴
7 U+ [/ l( u8 NConcurrent Analysis Corporation公司提供)对其进行功能性测试。当进行生产时,
$ i2 P: W7 w) ~Solid Edge设计数据作为生成加工指令的基础被输入到CAM程序Virtual Gibbs(由
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Solid Edge Voyager Program合作伙伴Gibbs and Associates公司提供)里面,进而生
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成NC代码。
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设计出来的新车质量如何?新车很快就卖出了三辆。一辆卖给了Brumos Racing车队,
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该车队在2003年3月的Nextel迈阿密大奖赛中获胜。实际上,该车队在2002年12月7日该
, v5 z' B- v5 R6 ~ y2 b7 p车成功完成了28小时的试跑冲过终点线后,在Daytona International Speedway的赛道
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加油站处已经举行了一次庆祝会。Grand Am的网站( <
http://www.grand-am.com>
2 d( H0 u u$ Hwww.grand-am.com)宣称,“在周末的整个测试中,Brumos Racing 的Daytona 原型车
9 C' ?2 \2 t+ d" X4 M的表现近乎完美。”第二辆车创下了完成赛前鉴定的最快速度。第三辆车也极具竞争
+ R3 `* N! B8 f# k0 l力,没有出现过故障。参与了28小时试跑的八名车手之一David Donohue表示,“这是
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对Dave Klym和FABCAR的最好证明。” 开发该车的幕后英雄们知道,这部车的完美表现
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也是对Solid Edge和FIN-EL的最好证明。Berger用Solid Edge设计的第一辆赛车的成
h3 x) l* W/ R# d/ m4 Y; N功,将改变印第安纳波利斯同行做事的方法。
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总结:
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! g7 q+ L" Q1 J5 g/ |; O3 i客户面临的挑战:
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2 `' H& i% O5 t: A( ?" l- 为Grand Am的劳力士杯跑车系列赛开发新赛车
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& G1 E" Y) H6 k6 o- 向规模较小的赛车队验证CAD/CAE /CAM技术的有用性
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, I: q6 E5 i2 p: I! J! I解决途径:
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- 完全在Solid Edge里面对赛车进行建模
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- 利用立体渲染模型向Grand Am官员传达概念
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- R: A5 I, ] r- 用计算机仿真来取代原型车试验阶段,直接将设计完善的汽车投入生产
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* G3 X, ^, A' i* G7 x' x效果:
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) \7 c5 L6 V" T) f- 经证明,在组合车身表面建模以及内部机械零部件建模方面,Solid Edge都表现出色
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! l' |/ W$ K7 u* @- Solid Edge设计的Brumos Racing Daytona赛车赢得了Nextel迈阿密大奖赛,而且在
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极度紧张的28小时试跑中表现近乎完美
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, n5 ^% i1 Q: U& k9 d2 J6 o7 aFIN-EL提供工程和设计服务,销售工程软件并提供技术支持,服务范围包括利用三维建
6 \- q, J& a- f j模、运动学仿真、FEA和CFD分析进行产品开发、部件设计优化和虚拟原型设计。公司网
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