MotionView 和 Activate 的協同模擬能獲得更準確的結果
客戶故事
Ankers 是一家充滿活力的汽車和航空航天業高科技工程服務公司，位於義大利的杜林。 Ankers 成立於 2014 年，通過提供模擬、設計和開發服務來支援客戶開發新產品。
車輛減速時剎車產生的摩擦熱會對剎車系統產生各種負面影響。 除了剎車盤可能會因為過熱出現裂痕、比預期還早的磨損或剎車故障外，另一個關鍵方面是由於摩擦係數隨溫度升高而變化，可能會增加剎車距離。
Ankers 通過提供模擬、設計和開發服務來支援其客戶開發新產品。 除其他領域外，該公司還專門為歐洲和中國的多家汽車原始設備製造商和一級供應商提供特殊汽車開發，包括電動和內燃機汽車、超級跑車之一以及賽車。
Ankers 的工程師目標在於走在技術的最前端，並使用最先進的工具和開發方法。 他們選擇的工具集之一是 Altair 的 HyperWorks 套件，Ankers 的模擬團隊自 2014 年成立以來一直在使用該套件。這些工具已用於許多模擬和開發專案，其中包括結構分析和優化任務。 尤其是在電動汽車專案中，而且在任何需要開發具有所有不同方面的整個系統的專案中也是如此。 協同模擬和基於模型的少數答案開發方法，這是僅考慮單個應用程式的方法無法提供的。 因此，當協同模擬成為 Ankers 的題目時，工程師們轉向 Altair，看看軟體供應商必須提供什麼。
在公司最近的一個專案中，Ankers 的工程師進行了一項可行性研究，以確定熱能對剎車系統的影響。 為此，工程師們進行了協同模擬，應用了 HyperWorks 套件的多體動力學工具 MotionView，以及使用 1D 方法模擬和優化多學科系統的解決方案 Activate。 該研究的目的是展示，在通過協同模擬考慮熱效應時，模擬結果會更加準確，並向現有和未來的汽車客戶展示公司的協同模擬能力。
開發過程中的 MotionView 和 Activate
本研究中使用的模型是完整車輛模型和剎車系統模型，包括剎車盤剎車動片。這兩個模型都是在 MotionView 中創建的，使用了該軟體通過其車輛庫提供的一些不同的系統模板。為了包含剎車過程中能量轉換引起的熱影響，多體系統與 Activate 進行了協同模擬。通過這種方式，可以研究由於盤-片接觸而導致的溫度對剎車距離的影響。在 MotionView（多體系統加進階驅動器）和 Activate（摩擦熱能相關模型）中建立了協同模擬模型。從 MotionView 將管路壓力和車輪角速度輸入到 Activate 中，以根據熱模型和液壓迴路計算摩擦係數。然後將該結果再次反饋到 MotionView 以更新作用模型組件的屬性。模擬的機動是在直線路線上剎車；分析的剎車系統可以通過測試數據進行通風。在這種情況下，使用了非通風模型。
Altair 提供所有解決方案來處理我們的任務。 他們的工具非常易於使用，尤其是關於 MotionView/Activate 介面。 協同模擬對於以簡單快速的方式研究複雜模型非常有幫助。 尤其是電動汽車是一個越來越重要的話題，需要不斷創新。 使用 MotionView 處理多體系統使一切變得更容易，因為它已經包含重要的庫，例如：懸架系統模板、輪胎模型、進階驅動程式等，這有助於節省時間。
– Ankers 的動力學和整合專家，Nicolò Indovina，Team Leader Vehicle
結果和效益
從協同模擬中獲得的結果表示，當剎車片的溫度升高時，摩擦係數會降低，從而導致剎車距離增加。 在使用協同模擬模型 (MotionView/Activate) 進行分析後，將結果與來自文獻的現有複雜模型的結果進行比較和驗證。
然後將文獻中的結果包含到 MotionView/Activate 模型中以驗證 Ankers 模型。 結果 (1D) 與 3D 模型顯示出非常好的相關性。 之後，分析了直線上的剎車操作（顯示剎車距離）。 結果表示，協同模擬結果比僅從多體模擬中獲得的結果更準確。 考慮溫度時，範例模型顯示車輛將在 54m 後停止； 不考慮溫度升高對系統的影響，模擬模型在50m後停止。 四公尺，在開發剎車系統時確實可以發揮作用，因此收到的結果表示溫度對剎車系統有重要影響。 為了在產品開發過程的早期階段獲得更準確的結果，必須在專案的概念階段就已經考慮到這種影響。
Ankers 通過這項研究獲得的良好結果證明 Ankers 已準備好將協同模擬納入其服務組合。 該研究還表示，Activate 為多體系統提供了完美的補充，提供了包含塊狀圖模型的可能性，以非常簡單的方式完成整個系統，使其看起來“自然”。 通過這種方式，工程師可以留在他們熟悉的模擬環境中，同時為系統方法做出貢獻。
下一步是什麼？
在下一步中，研究可能集中在熱模型上，同時考慮液壓油溫度的升高（和其他影響，以創建更詳細的模型）以及這如何影響整個剎車系統的性能。 另一項可能的研究是在通風時分析同一系統。
剎車片/剎車盤系統中的較高溫度會導致較低的摩擦係數，從而增加剎車距離。
在協同模擬中，管路壓力和車輪角速度被發送到 Activate 模型以確定溫度和相關的摩擦係數。
在剎車情況下，大部分動能轉化為熱能，從而降低摩擦係數。
行業
汽車
挑戰
確定剎車盤和剎車片對車輛剎車距離的熱影響，以優化系統行為。
解決方案
在 Altair MotionView 和 Activate 中使用組合的多體和剎車系統模型進行協同模擬。
結果
協同模擬產生更準確的結果，通過包括熱效應和其他效應，為進一步的系統優化開闢了道路，這已經在設計過程的概念階段。