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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3 U: t% `& ]" x8 b# b车队虽小,工具强大
5 T# b0 M* ]2 C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
- g w" A. |3 l5 Y+ c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
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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
; [: g0 Q( E* u3 E) t# m劳力士杯跑车系列赛(Rolex Sports Car Series)2003赛季首次亮相、按照Grand Am
1 G! K9 F$ |3 L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
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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
7 Z& q' e; O; V c( C+ G1 ?* [; d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
9 I) O8 f, a$ }9 q, j( B9 I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
0 H% ?+ W6 [7 l5 @- X1 }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
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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。
& B1 |( r4 T: t; z1 B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
7 [- f" v2 p6 b$ g1 M4 ~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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7 K* E9 m2 C& S2 S7 {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
, T( X* n1 a5 y+ G) R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
" x7 b! V, e6 I* f& e7 k# Q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,
+ H5 B* S% j' _# nBerger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
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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
' X8 o+ `' @; y- ?/ ?1 o1 `( }其它赛车制造商以推广这一新概念。
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1 J1 q- L. Y S) B; y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
" k3 v2 i) m7 @6 C+ R! |/ R1 A9 |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
& L5 Y# G2 U7 S2 c* z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
4 N @+ [3 l! K7 w3 U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,
. \+ e( j8 Q' K0 |% w! D% \- m; l5 |Grand 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
: U6 `' y" p* M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
: J; _0 z+ P. {& V" ~/ v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
* }1 d+ F6 f* }( j1 U, ?! f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
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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
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设计数据导入到有限元分析程序CAEFEM(由Solid Edge Voyager Program合作伙伴
/ E$ ?- R2 a% c5 d F) i! vConcurrent Analysis Corporation公司提供)对其进行功能性测试。当进行生产时,
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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
4 ]/ j6 r2 E0 [4 N% {, U# d M4 mSolid 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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) w- W& m; `4 }5 f, f. E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
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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
$ E, {6 [7 L' i: T9 t9 l加油站处已经举行了一次庆祝会。Grand Am的网站( <
http://www.grand-am.com>
R( M9 e! G9 g; `! }/ f# l, dwww.grand-am.com)宣称,“在周末的整个测试中,Brumos Racing 的Daytona 原型车
* p) n- g# Q2 s# t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
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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
: e! p/ M! o% h* G& H/ o4 V% ~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
9 W. k4 P t. |% R! K# D3 ?; K; G" M功,将改变印第安纳波利斯同行做事的方法。
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0 X9 g7 o: ]5 S( j% r总结:
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客户面临的挑战:
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- 为Grand Am的劳力士杯跑车系列赛开发新赛车
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- 向规模较小的赛车队验证CAD/CAE /CAM技术的有用性
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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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0 M' I$ z/ K v; Y- 利用立体渲染模型向Grand Am官员传达概念
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$ j8 P! W& ?/ N2 v/ L, Q+ o) a- 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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效果:
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- 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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- 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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关于FIN-EL:
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FIN-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
2 O: S' U9 h$ c) B6 [! L& B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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站:
www.fin-el.com