Společnost TATRA TRUCKS a.s. je světovým výrobcem těžkých terénních a nákladních vozidel, která jsou známá svou výjimečnou průjezdností v náročném terénu a díky vysoké spolehlivosti a vynikajícím užitným vlastnostem také vhodností do extrémních klimatických podmínek. Takováto vozidla vyžadují pečlivý vývoj. Učiněná rozhodnutí právě při vývoji mohou výrazně ovlivnit jejich celkové parametry, a proto je pro vývoj a výrobu klíčové porozumět vzájemné interakci různých systémů. Jedním z nástrojů, který TATRA při vývoji využívá, jsou simulační softwary od společnosti Hexagon. Tyto softwary, dříve známé jako MSC Software, jsou nyní součástí skupiny Hexagon a pomáhají efektivnímu vývoji vozidel a zajištění jejich optimálních vlastností.
Vývoj nákladních vozidel splňujících předpisy a potřeby zákazníků
V odvětví automobilového průmyslu hraje zásadní roli dosahování úspěchu prostřednictvím technických inovací, které plní regulační standardy. Pro dosažení optimálního výkonu vozidel je nezbytné splnit přesné požadavky týkající se brzdění, řiditelnosti, akcelerace a dalších parametrů. Společnost TATRA využívá CAE simulační řešení Hexagon jako klíčový nástroj při dosahování těchto standardů. Díky těmto simulacím je zajištěno, že vozidla plní průmyslové a státní normy, aniž by bylo nutné vytvářet fyzické prototypy.
V obranném sektoru je specificky kladen důraz na zvedací a vázací prvky rámů zásahových vozidel, které musí splňovat přísné požadavky STANAG. V civilní a průmyslové nákladní dopravě je zase nezbytné dodržet homologační předpisy týkající se zadního ochranného zařízení proti podjetí (RUPD) a ochranných konstrukcí proti padajícím předmětům/převrácení (FOPS/ROPS) pro dosažení požadované úrovně pasivní bezpečnosti.
Tyto požadavky jsou kladeny na výkon vozidel při vysokých rychlostech v obtížném terénu, na jízdní komfort a stabilitu vozidla v zatáčkách a na svazích a požadována je i vysoká tuhost šasi. Zajištění shody s předpisy a plnění norem vyžaduje schopnost přesných simulací pro vyhodnocování konstrukčních konceptů, provádění trade off studií a zlepšování výkonnosti vozidel.
Pro dosažení optimálního návrhu v souladu s přísnými předpisy TATRA využívá multibody software Adams a software Marc pro nelineární analýzy. Tato kombinace umožňuje spolehlivě optimalizovat návrhy prostřednictvím simulací, které lze následně korelovat s fyzikálními daty z testů. Výsledkem jsou mimořádně přesné a spolehlivé predikce, které posilují schopnost společnosti TATRA splňovat nejvyšší technické standardy.
Simulace prováděné prostřednictvím řešení Adams umožňují důkladné ověřování modelů kompletních vozidel na základě dat z fyzických testů. Tímto způsobem TATRA predikuje výkony vozidel při různých jízdních manévrech a s různými typy pneumatik. Funkce v Adamsu navíc garantují, že TATRA plně odpovídá regulačním požadavkům a průmyslovým standardům pro brzdové systémy a odpružení. Adams počítá brzdnou dráhu vozidel, ať už jsou naložená či prázdná, a prostřednictvím funkce virtuální hydraulické zkušebny asistuje při optimalizaci nastavení tuhosti a tlumení. To vede ke zlepšení komfortu a současně umožňuje stanovit únavovou životnost systému odpružení kabiny.
Pomocí simulací brzdění se ověřuje, zda nákladní vozidla splňují požadavky a homologace pro prázdná a naložená vozidla.
Řešení pro multibody a nelineární analýzu
CAE řešení Hexagon poskytují společnosti TATRA nástroje pro efektivní splnění předpisů a pomáhají optimalizovat konstrukci pro dosažení vyšších výkonů. Řešení Adams zastává hlavní roli při zajišťování specifických vlastností designu vozidel a otevírá nové možnosti pro optimalizaci konstrukce.
TATRA využívá Adams při strategickém rozhodování o umístění závěsných bodů hnací jednotky a kabiny, stejně jako při určování jejich orientace a řízení přenosu sil z hlavního rámu do kabiny. Tyto simulace hrají klíčovou roli při optimalizaci rozdělení zatížení na nápravy a při adaptaci na změny rozvoru či posunu těžiště komponent. Důkladné zkoumání těchto faktorů přispívá k redukci vibrací v kabině, snížení únavy řidiče, zvýšení komfortu, snížení hmotnosti součástí a optimalizaci výrobních nákladů. Kromě toho poskytují kritická zatížení od vozovky, která jsou nezbytná pro výpočty pomocí metody konečných prvků (FEM), a v tomto procesu společnost využívá MSC Apex jako pre-procesor pro generování objektů skořepinové sítě.
Výsledky modelu celého vozidla jsou korelovány s testy.
Interoperabilita řešení od společnosti Hexagon hraje významnou roli v designových a inženýrských procesech společnosti TATRA. Díky integraci MSC Apex s nástrojem Adams je proces přípravy sítí a bodů rozhraní pro pružná tělesa, jako jsou rámy a nápravy, značně zjednodušen. Toto komplexní řešení umožňuje snadné vytváření souborů MNF pro pružná tělesa, což v konečném důsledku přináší větší efektivitu a přesnost v procesu návrhu.
Marc je využíván ve spojení se Simufact Forming, což umožňuje důkladnou analýzu dopadu vnějších zátěží na výrobky a zároveň optimalizaci jejich celkového designu a výkonu. Tyto integrované pracovní postupy nejen šetří cenný inženýrský čas, ale také umožňují snadnou adaptaci na rychle se měnící podmínky trhu a nové požadavky.
Simufact Forming umožňuje společnosti TATRA provádět simulace technologických procesů při výrobě dílů nákladních vozidel, včetně svařování a tváření. Tyto simulace přispívají ke zvyšování jakosti a efektivity výsledných výrobků. Výsledky mohou být zakomponovány jako údaje o předpětí do provozních výpočtů, což umožňuje získat komplexnější pohled na výkony vozidla.
Celý článek o využití simulačního softwaru Hexagon pro efektivní a optimalizované návrhy vozidel TATRA je dostupný k přečtení ZDE.
Divize Manufacturing Intelligence společnosti Hexagon
Přední světový hráč na poli simulačních softwarů, softwarů pro konstrukci a výrobu, 3D měřicích zařízení a řešení pro zpracování naměřených dat.
CAE softwarová řešení společnosti Hexagon umožňují konstruktérům simulovat chování výrobků a procesů. Pomáhají zvyšovat kvalitu, bezpečnost a spolehlivost, šetřit čas vývoje a snižovat náklady spojené s testováním vyráběných produktů. Přesně a spolehlivě předpovídají, jak se budou výrobky chovat v reálném světě, a pomáhají tak designérům navrhovat inovativnější výrobky rychle a hospodárně. Aplikace zahrnují například strukturální analýzy a multifyzikální simulace, modelování materiálů, tepelnou a fluidní dynamiku, akustické simulace nebo simulace výrobních procesů. Využívají k tomu analýzy metodou konečných prvků (FEA), výpočetní dynamiky tekutin (CFD), multibody dynamiku (MBD), akustické simulace nebo simulace modelování materiálů. Mezi tyto softwary patří například MSC Nastran, Actran, Adams, CAEfatigue, Cradle CFD, MSC Apex, Marc, Simufact, Material Center a další.
Více informací najdete na hexagon.com.
Obchodní oddělení Praha
Jana Tvarohová
E-mail: jana.tvarohova@hexagon.com
Mobil: +420 727 983 625