Nissan Dakar Rally: případová studie

Závodní auta týmu Dakar Rally Raid připravena za pouhých 10 měsíců. ? Vývoj digitálního produktu, který zahrnoval i výkonné simulace, byl klíčem k vynikajícímu finiši závodního týmu Nissan Rally Raid v „drsném“ transkontinentálním závodě. TÝM NISSAN RALLY RAID Závodní tým Nissanu měl pouze 10 měsíců na vývoj svých aut pro jeden z nejprestižnějších závodů mezi motoristickými sporty – Telefonica - Dakar 2005. Díky digitálnímu vývoji byl termín dodržen, a díky spolupráci dvou lidí, zahájil v únoru 2004 závodní tým Nissanu svou existenci. Cílem bylo vyvinout tři závodní nákladní automobily pro rally-závod Telefonica - Dakar 2005, který začínal přibližně o 10 měsíců později, a to 31. prosince 2004. Tím byla určena doba, kdy bylo nutno navrhnout, otestovat a sestavit vozidla pro jeden z nejtěžších závodů světa. Telefonica - Dakar, dříve známá jako rally Paříž - Dakar má start v Evropě a cíl v Africe. Protože se místo startu a cíle každý rok mění, je závod pokaždé jiný, ale stále obtížný. Mnoho závodníků závod nedokončí; někdy dojde dokonce k úmrtí. Návrh vozidel pro takový závod spočívá v nalezení kompromisu mezi rychlostí, tuhostí a váhou vozidla. „Na rozdíl od sériově vyráběných vozů se u těchto typů vozidel nedá předem určit zatížení, kterému budou vystavena,“ vysvětluje Christophe Chapelain, technický ředitel týmu Nissan Rally Raid. „Vůz je nutné připravit na zatížení, které může být způsobeno nárazem do skály po velkém skoku. V některých ohledech je nutno tato auta předimenzovat.“ JIŽ PRVNÍ POKUS VYHRÁVÁ Nalezení ideální rovnováhy mezi tuhostí, nezbytnou pro extremní podmínky, ve kterých se bude závodní vozidlo nacházet, a rychlostí, která je klíčovým faktorem pro výhru v závodě, si může vyžádat testování mnoha fyzických prototypů. Závodní tým Nissanu však na to měl značně omezený čas. Místo toho se tým rozhodl vytvořit digitální model vozu. Proto bylo jedním z prvních úkolů týmu zvolit správné vývojové prostředí. Po vyhodnocení řady možných řešení, se Nissan rozhodl pro společnost UGS, a to zejména z důvodu bezvadného propojení mezi konstrukčními a analytickými aplikacemi. Úkol: Během 10 měsíců vyvinout tři vozidla pro závod Telefonica-Dakar Rally 2005 Postup: Počítačový návrh komponent vozu v systému I-deas® NX Series (součást portfolia UGS NX™ řešení) Využití bezchybného propojení konstrukčního a analytického nástroje pro simulaci komponent v softwaru I-deas® NX Series Výsledky: Výsledky analýz umožnily nalézt optimální poměr mezi rychlostí, tuhostí a váhou vozidla. Použité metody umožnily vyhnout se zpoždění a vysokým nákladům na prototypy. Testovací závod v Baja Portalegre (podzim 2004) přinesl první místo. V závodě Telefonica - Dakar 2005 tým skončil celkově na čtvrtém místě. „Počítačová simulace byla podstatná,“ říká Chapelain. „Bezchybné spojení konstrukčních a analytických nástrojů systému NX nám umožnilo dokonalou simulaci a optimalizaci závodních vozů.“ Navíc společnost Solution F, partner závodního týmu Nissan pro motorové vybavení, již používá UGS systémy několik let. „To jen posílilo naše rozhodnutí, jelikož bychom takto dosáhli perfektní komunikace mezi dvěma společnostmi,“ říká Chapelain. Počítačový návrh komponent vozu byl proveden v softwaru I-deas® NX Series (součást portfolia UGS NX™ řešení). Pro vytvoření digitální verze vozidel tým importoval část již existující geometrie. Jednalo se o komponenty jako je rychlostní skříň a další mechanické díly dodávané externími dodavateli. Tato data byla ve formátech Catia, AutoCAD a SolidWorks a byla bezproblémově převedena do NX, kde byl také vytvořen zbytek celého modelu. Ve skutečnosti bylo digitálně vytvořeno přibližně 90 procent celého modelu. Celou tuto práci vytvořili tři konstruktéři. „Jsme malý tým,“ říká Chapelain. Klíčové komponenty jako jsou bezpečnostní klec, šasi, tlumiče a závěsy byly simulovány pomocí metody konečných prvků (MKP) v NX Nastran. Výsledky byly použity pro optimalizaci komponent z hlediska tuhosti a hmotnosti. Metoda MKP byla použita také pro splnění omezujících pravidel závodu. Čelní sklo auta bylo například testováno na mezní průhyb. Poté co test ukázal problémy týkající se náboje kola a kulového kloubu, použil tým funkce NX Nastran pro nalezení příčin těchto problémů a rychle je také vyřešil. Pro zajištění bezchybného chodu bez možných kolizí byl použit modul pro kinematickou analýzu. „Takto jsme si byli jisti, že díly od dodavatelů budou mezi sebou lícovat bez problémů,“ říká Chapelain. RYCHLE A KVALITNĚ První závod, kterého se tým účastnil, byl Baja Portalegre v říjnu 2004, a také jej vyhrál. Závod Telefonica - Dakar 2005 odstartoval v Barceloně poslední den roku 2004 a jeho dojezd proběhl přibližně o dva týdny později v Dakaru. Zúčastnilo se jej 167 aut, 249 motocyklů a 69 nákladních vozidel. Tým Nissan Rally Raid si odvezl čtvrté místo. NX si u týmu získal důvěru, díky jeho schopnosti pro rychlou optimalizaci návrhu vozidel v rámci krátkého časového harmonogramu. „Mělo to rychlý průběh a byla to opravdu tvrdá práce. NX byl neocenitelný, protože nám ušetřil mnoho času,“ popisuje Chapelain. „Těsná spolupráce mezi konstrukční a analytickou složkou nám umožnila vyhodnotit více návrhů a vybrat z nich ten nejlepší. To bylo možné jen díky počítačovému zpracování.“ Tým plánuje rozšířit použití NX také pro teplotní a aerodynamickou analýzu. „Ve všech odvětvích motoristického sportu je klíčové správné načasování,“ doplňuje Chapelain. „Díky tomu, že jsme snížili čas nutný od vývoje po výrobu produktu, byli jsme schopni postavit vítězný stroj. Sestrojit tento vůz v období kratším než 10 měsíců byl vskutku nesmírný úspěch a díky UGS jsme byli schopni vše skutečně realizovat!“ „Bezchybné spojení konstrukčních a analytických nástrojů systému NX nám umožnilo dokonalou simulaci a optimalizaci závodních vozů.“ (CHRISTOPHE CHAPELAIN je technickým ředitelem týmu Nissan Rally Raid, Paříž, Francie) www.nissan-motorsports.com/