奥迪怎么用ANSA简化模型缩短优化流程

模型简化技术在复杂机械系统的有效仿真和优化中发挥着关键作用。通过用简化的梁单元代替复杂的壳结构，工程师可以显著缩短计算时间，尤其是在涉及梁状部件的迭代设计和优化过程中。尽管这些技术具有诸多优势，但它们也面临着挑战——尤其是在如何精确修改壳单元梁截面以保持结构完整性方面。这种复杂性在纯电动汽车（BEV）领域尤为突出，因为高压电池系统是一个体积庞大且对机械性能至关重要的部件。为了确保电池在碰撞和疲劳条件下具有可靠的性能，必须在专门的测试框架内对电池进行测试，该框架能够模拟车辆的动态行为。将模型简化策略集成到该框架中，可以更高效、更可靠地评估电池的机械完整性，从而在计算效率和物理精度之间取得平衡。

面临的挑战

当需要创建梁单元并计算截面特性时，简化过程会变得尤为复杂，尤其是在该过程中需要使用不同的工具时。主要挑战包括：

• 简化流程，使其快速且易于使用；
• 有效地将新创建的梁单元连接到彼此以及剩余结构；
• 确保梁模型的固有频率与原始壳模型的固有频率高度匹配；
• 方便且经济高效地修改梁的横截面。

解决方案

为了应对这些挑战，我们开发了一种简化的流程，该流程利用了 ANSA 的现有功能，并辅以自定义脚本来管理梁单元与其余结构之间的装配。该流程的关键步骤包括：

• 利用 ANSA 的高级网格编辑功能对准备用于梁替换的区域进行预处理。这包括简化孔、加强筋和其他可能影响横截面精度的特征；
• 自动生成 ANSA 装配点，用于标记和管理替换部件与剩余部件之间的界面；
• 利用 ANSA 的 Beamify 工具快速将壳结构替换为梁单元，包括自动计算和分配横截面属性；
• 使用自定义脚本通过定义的装配点将新创建的梁与剩余的壳结构精确连接；
• 使用 ANSA 的专用功能连接任何未连接的梁链，从而完成模型的构建。

在第三步的替换过程中，ANSA会将刚度和惯性等力学特性传递给梁单元。截面特性由ANSA的截面求解器计算，并分配给相应的求解器卡片，从而实现参数化，便于进行优化。

取得的成果

我们与奥迪公司合作开发了一种独特高效的流程，用于解决模型简化过程中遇到的主要挑战。这种创新的替代方法完全使用 ANSA 工具实现，利用快速、可靠、精确的方法，简化了优化工作流程，同时又不影响结构的准确性。

最初，由于壳体结构的复杂性，优化测试框架的过程需要额外花费 20% 到 30% 的时间。通过将壳体模型转换为简化的梁模型并在简化模型上执行优化步骤，这种额外的时间成本显著降低。通过仔细调整梁连接，简化模型可以达到令人惊喜的精度，足以满足开发需求。

用户说

“在零部件开发的早期阶段，确保机械耐用性至关重要。虚拟测试的可靠性取决于测试框架的质量，我们使用 ANSA 的梁单元建模工具改进了测试框架，从而节省了大量的开发时间。”

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