Säg att en student vill skaffa en bärbar dator för skolan och använda den för FEA- eller CFD-simulering. När detta skrivs har en typisk bärbar dator med hög prestanda fyra kärnor (dvs. en fyrkärnig processor) och 8 GB RAM-minne. Som jämförelse ger SimScale användarna tillgång till 32 kärnor och 60 GB RAM-minne. Det är ungefär åtta gånger mer beräkningskraft. Gratis.
Å andra sidan har många skolor datorlaboratorier, som har högpresterande maskiner som är särskilt anpassade för analytiska beräkningar. Tyvärr är dessa laboratorier inte effektiva när det gäller att hantera ”ebb och flod” av studenternas aktivitet. De är antingen tomma eller fulla. Dessutom har studenterna helt enkelt inte tid att gå till ett datorlaboratorium. Med SimScale kan studenterna simulera var som helst på campus, eller till och med på banan.
För att få en uppfattning om hur mycket datorkraft som krävs för simulering, här är en CFD-analys av bakre vingen på en FSAE-bil. Den är halverad för att dra nytta av symmetrin och har en nätstorlek på cirka 3 miljoner element. På SimScale tog den här analysen bara 19 minuter att lösa. Undrar hur flödet över hela fordonet skulle se ut? Förvänta dig en nätstorlek på över 10 miljoner element. En vanlig bärbar dator skulle inte kunna hantera denna typ av simulering, men på SimScale skulle den lösas på ungefär en timme.
För övrigt utför kloka ingenjörer aldrig bara en analys, utan många analyser medan de fortsätter att optimera sin konstruktion, baserat på resultaten av den tidigare simuleringen. Strategin är enkel – ju fler simuleringar du gör, desto mer lär du dig om din konstruktion och desto bättre blir din konstruktion. I den verkliga världen simulerar professionella konstruktörer så mycket de kan. Ingenjörskonst är ett kunskapsspel.
Formula Student Simulation What to Simulate and What Not to Waste Time On
Detta är faktiskt lättare än man kan tro. FEA och CFD ”tjänar sitt levebröd” genom att simulera komplexa 3D-konstruktioner. Om det du arbetar med inte är en komplex 3D-konstruktion bör du allvarligt överväga att använda ett kalkylblad eller handberäkningar i stället för simuleringsprogram. Till exempel fungerar stålrören i ett chassi i en rymdram eller en A-arm i en fjädring som två kraftelement. Spänningarna kan därför lätt förutsägas med hjälp av enkla kalkylberäkningar i kalkylbladet. Samma sak kan gälla för dimensionering av hårdvara. Det finns vanligtvis lite till inget värde i att utföra FEA på en skruvförbindelse, eftersom förhållandet mellan kostnad och nytta av att försöka modellera friktionen noggrant är för högt.
Hjulstativet är dock en utmärkt tillämpning av FEA. Varför? Den tjänar flera syften, till exempel att hålla hjullagret på plats, överföra belastningar till fjädringen och stödja bromskopparna. Som ett resultat av detta har den här delen en komplex form med flera belastningsvägar. Eftersom hjulupphängningen är placerad utanför det ”fjädrande chassit” är det viktigt att minimera dess massa för att öka fjädringsprestandan. Det krävs en perfekt balans mellan prestanda och tillförlitlighet, och en FEA-programvara är det perfekta verktyget för att hjälpa konstruktören. Samma sak gäller för andra komplexa och högt belastade komponenter i fjädringen, pedalaggregatet och drivlinan.
Nej glömma
En sak som verkligen inte har förändrats under de senaste 15 åren är verkligheten att många Formula SAE- och Formula Student-team glömmer bort att skriva ner saker och ting. I den galna brådskan att färdigställa bilen och i spänningen inför tävlingen försvinner viktig konstruktionsdokumentation och testdata. Dokumentation är en så viktig del av konstruktionen att många företag har formella konstruktionsprocesser som är särskilt inriktade på detta. Den största fördelen med SimScale är att allt dokumenteras automatiskt medan du gör det. När nya medlemmar ansluter sig till teamet kan de helt enkelt få tillgång till alla befintliga FEA- och CFD-analyser som finns i SimScale. All geometri, alla randvillkor och resultat finns till hands. I SimScale kan projekt kommenteras, vilket möjliggör enkel och direkt kommunikation mellan lagkamrater. Detta gör det snabbt och enkelt att skriva rapporter och skapa designpresentationer, och tillgången är alltid tillgänglig med den senaste informationen. Detta gör också att nykomlingar snabbt kan klättra uppför inlärningskurvan, så att de omedelbart kan tillföra värde till teamet.
Med fri tillgång till massiv beräkningskraft, en stor gemenskap av proffs och branschledande samarbetsverktyg är den webbaserade FEA- och CFD-plattformen SimScale idealisk för Formula SAE- och Formula Student-team. Om du vill veta mer kan du titta på inspelningen av mitt webbseminarium där jag förklarar hur man optimerar Formula SAE- eller Formula Student-konstruktioner med SimScale. Jag uppmuntrar dig också att läsa det här blogginlägget: Hur optimerar man en bränsletank i motorsport?
Fastway Engineering har sitt säte i Boston, USA, och levererar innovativa projektbaserade kursplaner inom ett brett utbud av CAD- och CAE-tillämpningar. Med ett agnostiskt tillvägagångssätt fokuserar den lärarledda, webbaserade utbildningen mindre på VAD och mer på HUR och VARFÖR. Klassdiskussionerna omfattar ett brett spektrum av ämnen från teori och experiment till strategi och tidshantering.
Oavsett om det är ett fullt klassrum eller enskilt, på plats eller online, lär Fastway Engineering konstruktörer hur de ska bli bättre beslutsfattare. Fastway Engineering kombinerar de bästa metoderna och den senaste programvaran genom att samarbeta direkt med CAD- och CAE-programvaruföretag, den akademiska världen och branschen. Fastway Engineering har specialiserat sig på att skapa skräddarsydda utbildningslösningar för kunder och utför även projekt inom konstruktion och analys. Samarbeta med dem genom att fylla i formuläret här.
Upptäck fördelarna med molnbaserad simulering genom att skapa ett gratis konto på den molnbaserade plattformen SimScale, inget kreditkort krävs.