Eclipse Aviation CS HR23.qxd

Femap, Solid Edge
i NX Nastran
Produkty konsumenckie
Poszerzanie obszarów niszy rynkowej
Femap i NX Nastran pełnią kluczową rolę w procesie tworzenia super lekkich rowerów poziomych
CHALLENGE B.V.
Siemens PLM Software
Przedsięwzięcia
biznesowe
Opracowanie nowego
produktu
Wyzwania biznesowe
Zmniejszyć wagę obecnie
produkowanych rowerów,
aby stworzyć linię super
lekkich produktów
Dostosować produkt
do potrzeb jak najszerszej
grupy użytkowników
Klucze do sukcesu
Prosty w użyciu postprocesor
Dokładny solver
Zintegrowane funkcjonalności
do przeprowadzania analiz
nieliniowych
Rezultaty
Gruntowne zrozumienie
własności materiałów
Dokładniejsze prototypy
fizyczne; bardziej
ukierunkowane badania/testy
Obniżenie wagi rowerów
nawet o 4,5 kilograma
Rowery mogą być
wykorzystywane przez osoby
o większej wadze
Nowe modele były gotowe
do produkcji znaczenie
wcześniej niż dotychczas
www.siemens.com/plm
Inteligentny projekt na kółkach
Paul Voerman, Prezes i założyciel firmy Challenge,
działa w branży rowerów poziomych od prawie
20 lat i doskonale pomięta trudne początki.
„Pierwsze projekty przypominały krzesło biurowe
na kółkach, którego integralną częścią było
ogrodzenie jak w ogrodzie. Ludzie zatrzymywali się
i gapili. Obecnie nadal to robią, ale już z zupełnie
innych powodów. W tej niszy rynku rowerowego,
innowacje są czymś stałym. Rowery poziome stały
się dziełami sztuki inżynierskiej ze względu na ultra
lekkie konstrukcje, inteligentne projekty, olśniewające
dekoracje i super komfortowe warunki jazdy.
Linia produktów firmy Challenge zawiera rowery
zaprojektowane z myślą o wyścigach, pojazdy
przeznaczone do celów rekreacyjnych, a także
nowe, trójkołowe rowery poziome. W każdej
kategorii istnieje kilka modeli, które przyciągają
uwagę klientów z całego świata. Aktualne wysiłki
projektowe nie koncentrują się na dodawaniu
kolejnych modeli (z wyjątkiem rowerów
trójkołowych), lecz na modyfikowaniu popularnych
modeli i konstruowaniu ich ultralekkich wersji.
Przykładowo, oryginalny model Fujin, który waży
15 kilogramów obecnie jest dostępny w dwóch
ultra lekkich wersjach: Fujin SL ważący
9.5 kilograma i Fujin SL II ważący 8 kilogramów
bez dodatkowych egzotycznych części.
Wyzwania w zakresie obniżenia wagi
Zmniejszenie wagi rowerów jest ograniczone koniecznością dostosowania ich wytrzymałości
do różnych mas ciała potencjalnych rowerzystów. W związku z tym, ramy lekkich rowerów
poziomych zawierają górną granicę dopuszczalnej wagi (rowerzysty i mechanizmów).
Dobrze jest, gdy dopuszczalna waga nie jest zbyt niska ponieważ mogłoby to wykluczyć
zbyt wielu potencjalnych nabywców. Znalezienie tej równowagi, która zapewni, że ultra
lekki produkt jest jednocześnie bardzo wytrzymały, aby maksymalnie rozszerzyć docelową
grupę nabywców, stanowi poważne wyzwanie dla prezesa Vormana i jego kolegów.
„W przypadku super lekkich rowerów naprawdę przesuwamy granice wytrzymałości
materiałów”, wyjaśnia Vorman. „Musimy zatem doskonale wiedzieć co robimy”.
Femap, Solid Edge
i NX Nastran
Produkty konsumenckie
Analizy metodą elementów skończonych (MES) odgrywają kluczową rolę w procesie obniżania
wagi, ponieważ konstruktorzy rowerów w firmie Challenge mogą wirtualnie testować
wytrzymałość różnych materiałów (najczęściej aluminium i magnezu). Nakładają górne granice
obciążeń i wizualizują, jak zachowuje się model. Wszystko to odbywa się na etapie poprzedzającym
budowę fizycznego prototypu. Challenge wykorzystuje rozwiązanie Femap® z solverem NX®
Nastran od Siemens PLM Software. Rozwiązanie to wybrano ze względu na jego precyzję,
prostotę obsługi, przystępność cenową, a także dostępność zintegrowanych funkcjonalności
do przeprowadzania analiz nieliniowych.
Voerman porówuje wybór system MES do kupna samochodu. „Przed zakupem systemu Femap
z solverem NX Nastran, używałem innych rozwiązań, które były zbyt drogie i bardzo trudne
w obsłudze. Proces wyboru oprogramowania można porównać do wyboru modelu samochodu.
Potrzebujesz sprzętu, którym wygodnie się jeździ i który posiada solidny silnik. Femap pozwala
się komfortowo prowadzić, bo jest prosty w obsłudze, a solver NX Nastran pełni rolę solidnego
silnika, ponieważ udziela precyzyjnych odpowiedzi na nasze pytania. Ponadto nabywca auta chce
mieć dilera, który zapewnia wysoki poziom obsługi serwisowej. Używaliśmy już wcześniej
systemu Solid Edge więc wiedzieliśmy, że Siemens PLM Software jest bardzo solidną firmą.”
Lepsze prototypy, bardziej ukierunkowane testy
Jako przykład wykorzystania oprogramowania przez firmę Challenge Voerman podaje nową
część zawieszenia, której nie można by było zaprojektować bez wykorzystania MES. Część
musiała być lekka i jednocześnie trwała,
a z uwagi na miejsce jej mocowania
w ramie, istniały różne ograniczenia
rozmiaru i kształtu. Wykorzystując
funkcjonalności do przeprowadzania
analiz nieliniowych inżynierowie w ciągu
dwóch tygodni dostosowali projekt pod
kątem optymalnej wagi i wytrzymałości.
„Mogliśmy obserwować, jak strefy
naprężenia przesuwały się w trakcie
modyfikowania projektu części” mówi
Vorman. „Bez wykorzystania analiz
metodą elementów skończonych część
ta byłaby zawodna i zbyt ciężka.
Nie bylibyśmy w stanie zaprojektować
optymalnego rozwiązania.”
Inny przykład pokazuje, że symulacje
pomogły zadecydować o tym,
czy kontynuować produkcję tylnych
widełek ramy metodą, która z początku
wydawała się być bardzo dobrym
rozwiązaniem. Jednym ze znaków
firmowych Chellange było wytwarzanie
tej części roweru z rozciętej rury. Widełki
powstawały wskutek przecięcia rury
a następnie dospawania płytek
zamykających profile. Chińska firma
zasugerowała wykorzystanie specjalnego
rodzaju rury, która po przecięciu posiadała już boczne płytki widełek. W związku z tym,
że zastosowanie tej metody wyeliminowało by konieczność spawania elementów, było by
to rozwiązanie tańsze. Voerman zdecydował się wykorzystać ten specjalny rodzaj rur i zakupił
potrzebne formy. Wiele sztuk widełek wykonanych w ten sposób posiadało fałdy w okolicach
zagięć. „Straciliśmy 70% elementów wyprodukowanych w tym cyklu produkcji”.
Femap, Solid Edge
i NX Nastran
Rozwiązania/Usługi
Femap
www.siemens.com/plm/femap
Solid Edge
www.siemens.com/solidedge
NX Nastran
www.siemens.com/nx
Podstawowa działalność klienta
Firma Challenge b.v. tworzy
rowery poziome, które można
wykorzystywać w wyścigach
oraz w celach rekreacyjnych.
www.challengebikes.com
Lokalizacja klienta
Apeldoorn
Holandia
„Femap i NX Nastran
pozwalają nam uwolnić
naszą kreatywność
bez obawy, że pomysły
skierują firmę na złą drogę.”
Paul Voerman
Prezes firmy Challenge b.v
Produkty konsumenckie
Wykonano analizy nieliniowe, które dokładnie
przewidziały tą wadę. Kiedy zobaczyliśmy,
co się dzieje zdecydowaliśmy, że nie będziemy
już kupować tych widełek” dodaje Voerman.
„Następnym razem przeprowadzimy niezbędne
symulacje, zanim zakupimy jakąkolwiek formę.”
Pomimo tego, że firma w dalszym ciągu
buduje i testuje fizyczne prototypy nowych
modeli rowerów, powstają one na bazie
projektów, które są znacznie bardziej
precyzyjne niż były wcześniej, przed okresem
wykorzystywania analiz MES. „Stosując
oprogramowanie do analiz inżynierskich
dokładnie widzimy problematyczne obszary
zanim zbudujemy prototyp. Mamy większą
pewność, że prototypy, które budujemy,
zapewnią wartościowe testy i znamy obszary,
na których powinniśmy skupić naszą uwagę.”
W sytuacji, w której firma Challenge stosuje
górne limity wytrzymałości materiałów,
tak jak ma to miejsce w przypadku linii SL,
MES przyczynia się do szybszego uruchomienia
produkcji. Firma posiada obecnie 5 modeli serii
SL i prezes Voerman może z dumą powiedzieć,
iż pomimo ciągłego obniżania wagi całkowitej rowerów rośnie dopuszczalna masa zarówno
rowerzysty jak i osprzętu. Przykładowo, 9,5 kilogramowy model Fujin SL, posiada gólny limit
obciążenia ustalony na 105 kg. „Naszym celem jest wypracowanie standardu 125 kilogramów
obciążenia w przypadku 8 kilogramowych modeli rowerów”, dodaje prezes Voerman. „Jestem
pewien, że jest to możliwe dzięki optymalizacji projektu za pomocą analiz MES.”
Voerman lubi działalność na rynku rowerów poziomych ponieważ „zezwala on na dużą
kreatywność”. To kolejny powód, dla którego docenia analizy MES. „Femap i NX Nastran
pozwalają nam uwolnić naszą kreatywność bez obawy, że pomysły skierują firmę na złą drogę”
podsumowuje. „Kiedy mamy jakąś nową ideę, jak w przypadku nowego typu rury, możemy
bardzo szybko, za pomocą Solid Edge stworzyć szkic i nałożyć różne obciążenia. Pozwoli nam
to ocenić, czy jest sens dalszego rozwijania takiej koncepcji. Działamy w środowisku wysokiej
innowacyjności, w którym narzędzia do przeprowadzania analiz inżynierskich metodą
elementów skończonych mają krytyczne znaczenie.”
Kontakt
Siemens Industry Software Sp. z o.o.
ul. Żupnicza 11
03-821 Warszawa
Tel.:+4822-339-3680
www.siemens.com/plm
© 2011 Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. Wszystkie prawa zastrzeżone. Siemens oraz logo Siemensa są zastrzeżonymi znakami
handlowymi stanowiącymi własność Siemens AG. Teamcenter, NX, Solid Edge, Tecnomatix, Parasolid, Femap, I-deas, Velocity Series, Geolus, i Insight
są znakami handlowymi lub zastrzeżonymi znakami handlowymi należącymi do spółki Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. lub do
spółek zależnych firmy w USA lub w innych krajach. Wszelkie pozostałe znaki handlowe, zastrzeżone znaki handlowe lub znaki usługowe należą do ich
właścicieli.