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                IPS—线束和柔性管路三维①仿真解决方案

                IPS—线束和柔性管路三维仿真解决方案
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                详细说明

                  汽车上的线束和管路

                  汽车的发展伴随着电气化和智能化的过程,不断丰富的车载功能,依靠着电气系统的协同工作得以实现。更多的功能,意味着更复杂的电气系统,作为汽车“神经系统”的线束和管路设计难度随之增加,同时,这些错综复杂的线束和管路还被要求在更为狭小的空间中完成,新旧问题和矛盾不断凸显。

                IPS—线束和柔性管路三维仿真解决方案

                图1汽车上的线束和管路

                  与刚性结构不同,线束和管线具有柔性特征,其在外力作用及自身重力影响下的形变和受力状态,很难依靠经验进行判断和确定。这些柔性的形变和受力导⊙致的与周边干涉、摩擦等缺陷,并不易在车辆装配或出厂检测中检出,这就为车辆将来的安全和正常运行埋下隐患。

                  ?  线束与周边(钣金、过孔、螺栓等)是否存在干涉、摩擦?

                IPS—线束和柔性管路三维仿真解决方案

                图2线束与周边干涉摩擦导致破损

                  ?  类似仪表板多媒体单元ㄨ的装配部位,线束长度冗余是否合适?

                IPS—线束和柔性管路三维仿真解决方案

                图3收音机线束预留过长,装配后的线束与周边发生干涉碰撞

                  ?  线束弯折半径是否合理?

                IPS—线束和柔性管路三维仿真解决方案

                图4线束弯折半径过小导致线束受损

                  ?  固定点的布置间距是否考虑了力学性能」和重力条件?

                IPS—线束和柔性管路三维仿真解决方案

                图5固定点间距过大或过小导致线束应力

                  ?  连接振动部位的管线疲劳如何分析?

                IPS—线束和柔性管路三维仿真解决方案

                图6发动机周边的管线必须考虑振动的影响

                  ?  运动部位的线束和管路,在主体移动过程中是否对线束造成伤害?

                IPS—线束和柔性管路三维仿真解决方案

                图7车辆上的运动部位几乎都有线束和管路经过

                  这些问题在较大程度上,是需要经过一段时间才会显现出来,也就是通常在消费者使用过程中才会发现问ω题,这就直接导致了近年来,由于线束布置问题引起的汽车召回事件不断¤出现。

                IPS—线束和柔性管路三维仿真解决方案

                图8近年因线束布置问题导致的汽车召回事件摘录

                  类似的问题,其实在其他行业和领域也能被发现。换句话说,有柔性线束和管道的地方,就可能存在这些问题。

                IPS—线束和柔性管路三维仿真解决方案

                图9其他存在线缆和管路问题的行业

                  IPS管线柔性仿真方案

                  随着数字化设计、验证和制造流程的普及,在产品研发阶段对设计结果进行仿真验证已ㄨ成为不可或缺的重要步骤之一。

                  汽车的研发过程是一个多方合作、多学科交叉的复杂过程,从研发需求的提出到车辆的生产制造和测试,将经过多个阶段和多次迭代。在研发阶段引入仿真验证,不仅能够及早发现和消除潜在的设计问题,在问题发生之前就将其消除,阻断这些问题向下游流程的传递,从而避免造成更大的损失。同时也能够帮助设计人员对设计结果进行多项优化,筛选更佳方案,缩短设计结果的迭代过程,提高设计效率与准确率。

                IPS—线束和柔性管路三维仿真解决方案

                图10整车电气系统研发流程

                  IPS(Industrial Path Solution)是由德国工业4.0概念的发起者和倡导者,也是欧洲权威的应用科学研究机构-弗劳恩霍夫协会(Fraunhofer-Gesellschaft)开发的数字化软件平台。为管线设计、装配验证、人机模拟以及机器人规划等领域提供专业的解决方案,该平台目前拥有庞大成熟用户群,遍布汽车、工业机器、重工机械、消费电子等行业。

                IPS—线束和柔性管路三维仿真解决方案

                图11IPS管线柔性仿真方案组成

                  ?IPS Cable Simulation-管线仿真模块

                  能够仿真外力作用及重力条件下,管线的挠性运动路径;可对运动部位的管线实时仿真,动态展示管线的空间变形、弯扭状态以及应力应变分布;能进行高频振动及疲劳分析,公差分析,扫掠体♀积模型,生成运动路径包络线和容差包络线;实时优化与修改,优化后的数据能够返回三维软件,支持与三维软件的数据桥接,能够根据设计规则,实现管线自动布置,建模过程简单,软件︼易学上手快。

                IPS—线束和柔性管路三维仿真解决方案

                图12汽车线缆中拖动卡扣位置,动态显示相关线束受力变化

                  ?IPS Path Planner-路径规划

                  自动计算装配路径,规避安装路径上的干涉,带有弹性线的路径规划、封装,与周边的间隙分析可视化,导出机器人路径。

                IPS—线束和柔性管路三维仿真解决方案

                图13仿真仪表板上安装收音机时线束动态变动


                  ?IPS IMMA-人机工程

                  通过生物力学模型,基于简化的人体骨架模型和统计数据设计的假人模型,模拟实际工艺装配过程,确保无碰撞的组装运动,执行可行性、可见性和可安装性分析,自动人体工学评估动作,自动根据任务调整运动策略。


                IPS—线束和柔性管路三维仿真解决方案

                图14利用人机工程仿真座椅安装过程(右上角为操作员视角)


                  ?IPS ROBOTICS-机器人优化

                  自动平衡工作站和机器人之间的任务,排序,协调和无碰撞运动的产生,考虑连接到机器人的弹性线。


                IPS—线束和柔性管路三维仿真解决方案

                图15机器人组任务规划


                  ?IPS Virtual Paint-虚拟喷涂

                  可视化模拟喷漆,即时模拟室内喷涂,结合多个机器人及其动作的复杂过程,真实模拟密封材料沉积,包括材料的复杂流变性。简单直观的仿真设置,无需任何计算工具专业知识。耦合到IPS Path Planner和IPS Robot Optimization可以优化整个机器人组的胶水和粘合剂材料的沉积。


                IPS—线束和柔性管路三维仿真解决方案

                图16虚拟喷漆和虚▽拟喷涂


                  经纬恒润提供的服务

                  经纬恒润的技术团队拥有丰富的电气系统及线束线缆设计、仿真经验,将为客户提供专业的技术支持和技术咨询服务。同时基于IPS软件功能,结合客户的实际应用需求,提供合适的解决方案,必要时提供软件功∑能的化开发、与第三方软件的接口程序开发服务。


                IPS—线束和柔性管路三维仿真解决方案

                图17经纬恒润提供的服务


                  通过提供一系列专业的方案及服务,经纬恒润将为汽车线束及管线设计用户带来诸多收益。

                  ?设计优化

                  ?  电缆、软管和复杂线束的实时变形仿真

                  ?  多种材料类型、横截面轮廓和←动态卡箍

                  ?  运动优化和容差分析,生成包络线

                  ?  自动电缆布线,结构空间和装配分析

                  ?  弯曲半径、作用力、扭、拉等的设计验证

                  ?  接触、碰撞、应力和应变的检测和可视化

                  ?提

                  ?  实时仿真,动态分析

                  ?  过程和结果可视化

                  ?  可直接进行设计修改

                  ?  软件速成使用

                  ?过程优化

                  ?  一种工具贯穿设计到样机的完整产品流程

                  ?  通过减少样机设计和迭代实现降低成本和时间

                  ?  帮助进行质量改进和质量保∞证

                  ?  实现部门间快速决策的跨学科合作

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