Den bedste software til studerende i Formula SAE og Formula Student

Lad os sige, at en studerende ønsker at anskaffe sig en bærbar computer til skolebrug og bruge den til FEA- eller CFD-simulering. På det tidspunkt, hvor dette skrives, leveres en typisk “højtydende” bærbar computer med fire kerner (dvs. en “quad-core”-processor) og 8 GB RAM. Til sammenligning giver SimScale brugerne adgang til 32 kerner og 60 GB RAM. Det er ca. otte gange så stor regnekraft. Gratis.

På den anden side har mange skoler computerlaboratorier, som har højtydende maskiner, der er specielt afstemt til analytiske beregninger. Desværre er disse laboratorier ikke effektive til at styre “ebbe og flod” af elevernes aktivitet. De er enten tomme eller overfyldte. Og lad os se det i øjnene – eleverne har simpelthen ikke tid til at gå i et computerlaboratorium. Med SimScale kan de studerende simulere hvor som helst på campus eller endda på banen.

For at få en idé om, hvor meget computerkraft der er nødvendig til simulering, er her en CFD-analyse af bagvingen på en FSAE-bil. Den er halveret for at udnytte symmetrien, og den har en gitterstørrelse på ca. 3 millioner elementer. På SimScale tog det kun 19 minutter at løse denne analyse på SimScale. Gad vide, hvad strømningen over hele køretøjet ville være? Forvent en gitterstørrelse på over 10 millioner elementer. En typisk bærbar computer ville ikke kunne håndtere denne type simulering, men på SimScale ville den blive løst på omkring en time.

Dertil kommer, at kloge ingeniører aldrig kun udfører én analyse; de udfører mange analyser, mens de fortsætter med at optimere deres design på baggrund af resultaterne af den foregående simulering. Strategien er enkel – jo flere simuleringer du foretager, jo mere lærer du om dit design, og jo bedre bliver dit design. I den virkelige verden simulerer professionelle designere så meget, som de kan. Ingeniørarbejde er et spil om viden.

Formula Student Simulation What to Simulate and What Not to Waste Time On

Dette her er faktisk nemmere, end man skulle tro. FEA og CFD “tjener deres penge” ved at simulere komplekse 3D-konstruktioner. Hvis det, du arbejder på, ikke er en kompleks 3D-konstruktion, skal du seriøst overveje at bruge et regneark eller håndberegninger i stedet for simuleringssoftware. F.eks. fungerer stålrørene i et chassis i en rumramme eller en A-arm i et ophæng som to kraftelementer. Spændingerne kan derfor let forudsiges ved hjælp af simple regnearkberegninger. Det samme kan gælde for dimensionering af hardware. Der er typisk kun lidt til ingen værdi i at udføre FEA på et boltet led, da cost/benefit-forholdet ved at forsøge at modellere friktionen nøjagtigt er for højt.

Hjulstiveren er imidlertid en fantastisk anvendelse af FEA. Hvorfor? Fordi den tjener flere formål, f.eks. at holde hjullejet på plads, overføre belastninger til affjedringen og støtte bremsekalibrene. Som følge heraf har denne del en kompleks form med flere belastningsveje. Da hjulet er placeret uden for det “affjedrede chassis”, er det afgørende at minimere dets masse for at øge affjedringens ydeevne. Der er behov for den perfekte balance mellem ydeevne og pålidelighed, og en FEA-software er det perfekte værktøj til at hjælpe designeren. Det samme gælder for andre komplekse og meget belastede komponenter i affjedringen, pedalmonteringen og drivlinjen.

Glem aldrig

En ting, der bestemt ikke har ændret sig i løbet af de sidste 15 år, er den kendsgerning, at mange Formula SAE- og Formula Student-hold glemmer at skrive tingene ned. I det vanvittige hastværk med at færdiggøre bilen og i begejstringen over at deltage i konkurrencen forsvinder kritisk konstruktionsdokumentation og testdata. Dokumentation er en så vigtig del af ingeniørarbejdet, at mange virksomheder har formelle designprocesser, der specifikt fokuserer på det. Den største fordel ved SimScale er det faktum, at alt dokumenteres automatisk, mens du gør det. Når nye medlemmer slutter sig til teamet, kan de ganske enkelt få adgang til alle de eksisterende FEA- og CFD-analyser, der findes i SimScale. Alle geometrier, randbetingelser og resultater er lige ved hånden. I SimScale kan projekter kommenteres, hvilket giver mulighed for nem og direkte kommunikation mellem holdkammeraterne. Dette gør det hurtigt og nemt at skrive rapporter og oprette designpræsentationer, og der er altid adgang til de nyeste oplysninger. Dette gør det også muligt for nyankomne at klatre hurtigt op ad læringskurven, så de straks kan tilføre værdi til teamet.

Med gratis adgang til massiv beregningskraft, et stort fællesskab af fagfolk og brancheførende samarbejdsværktøjer er den webbaserede SimScale FEA- og CFD-platform ideel til Formula SAE- og Formula Student-teams. Hvis du vil vide mere om det, kan du se optagelsen af mit webinar, hvor jeg forklarer, hvordan du kan optimere Formula SAE- eller Formula Student-designs med SimScale. Jeg opfordrer dig også til at læse dette blogindlæg: Fastway Engineering er baseret i Boston, USA, og leverer innovative projektbaserede læseplaner inden for en bred vifte af CAD- og CAE-applikationer. Med en agnostisk tilgang fokuserer den instruktørstyrede, webbaserede uddannelse mindre på HVAD og mere på HVORDAN og HVORFOR. Klassediskussionerne dækker en bred vifte af emner fra teori og eksperimenter til strategi og tidsstyring.

Hvad enten det er et fuldt klasseværelse eller en-til-en, på stedet eller online, lærer Fastway Engineering designere, hvordan de bliver bedre beslutningstagere. Fastway Engineering kombinerer den bedste praksis og den nyeste software ved at indgå direkte partnerskaber med CAD- og CAE-softwareselskaber, akademiske kredse og industrien. Fastway Engineering har specialiseret sig i at skabe skræddersyede uddannelsesløsninger for kunder og udfører også projekter inden for design og analyse. Samarbejd med dem ved at udfylde formularen her.