Isight造就新一代的馬自達CX-5

士盟科技-部落格圖片

汽車從上個世紀初問世至今,經過無數世代的變革,高強度的鋼材始終是最主要的組成材料,卻也貢獻了大部分的車體重量,60%。對於汽車製造商而言,車重一直是關心重點之一,因為直接影響燃油的效率。 馬自達汽車公司的車輛開發部門以及技術研究中心針對CX-5的車體模型發展出一套跨學科的設計最佳化方法,目的是為了解決如何在強化性能與減重之間取得平衡點。技術專員Takehisa Kohira提到,該團隊想要找出在符合四個性能表現(勁度、NVH品質、耐久性以及耐撞能力)之下,各個鈑金件的最輕外型,也就是最薄厚度。勁度主要包含靜/動態的線性分析。NVH分析意謂較複雜的多物理場問題,考慮各個構架零件之間的實際交互作用以及整車振動。

耐撞分析呈現出最複雜的情況,依前撞、後撞或是側撞,來決定非線性的程度,側撞主要是彎曲/挫曲的問題,可以藉由粗略模型得到,然而前撞與後撞屬於高度非線性,肇因於多數零件的挫曲與軸向壓縮。 該團隊引入Isight自動執行以實驗設計(DOE)技術為基礎的方法,找出各種需求之間的平衡點,以前面四種性能表現為束制條件,設計變數為每個車體構件的厚度。

技術專員Takehisa Kohira提到,透過Isight的流程自動化以及設計探索,他們可以虛擬透視並且確認設計者的概念,同時驗證設計之有效性。另一個好處是,可以區分構件在整體性能表現上的貢獻度,如低貢獻度的構件可以減少厚度,主要承受外力的則必須增加厚度與增重。結果顯示比起前一代的CX-5,新款減重率3.4%。 他們這套設計最佳化的程序已納入馬自達SKYACTIV-BODY技術發展方案,旨在提升引擎燃油效率以及傳動發展,同時輕量化車體與車殼。下一步,計畫將這套流程應用於鋁材、碳纖維加勁塑膠以及其他材料。

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