TATRA TRUCKS a.s.

Rychlé a efektivní použití moderního numerického systému Ansys umožňuje velmi rychle reagovat na potřeby zákazníků a posunout nás i zákazníky o krok dál.

Zadání projektu

V říjnu roku 2016 byl zakoupen výpočetní software Ansys a vznikla potřeba vytvořit model kompletní nosné struktury vozidel TATRA. Vytvořený model bude v budoucnu zpřesňován tak, aby co nejvíce vyhovoval potřebám analýz, tj. umožňoval rychlou modifikaci jednotlivých dílů struktury či změnu zatížení, a aby odpovídal získaným datům z provozu u zákazníků nebo na testovacím polygonu společnosti TATRA. „Srdce“ vozidel TATRA tj. tatrovácká koncepce podvozku s nezávisle zavěšenými výkyvnými polonápravami tvoří spolu s rámem extrémně tuhou nosnou strukturu odolnou vůči kroucení a ohybu a přinášející vysoký jízdní komfort a ochranu důležitých částí podvozku.

Model

Pro tvorbu modelu byl vybrán jednostranný sklápěč Tatra Phoenix EURO 6 8x8 s maximální celkovou hmotností 50t.

Příprava geometrické části modelu probíhala v programu Ansys SpaceClaim Direct Modeler (SCDM) a následně v prostředí Ansys Workbench, kde bylo s velkou výhodou využito rozdělení modelu podle logických celků (rám, podvozek, korba) a jejich následné spojení do sestav.

Podvozek vozidla se skládá z nosníků, skořepin i z objemových těles a bylo zde využito mnoho funkcí z programu Ansys SCDM, které výrazně přispěly k efektivní přípravě geometrického modelu. Následně v programu ANSYS Mechanical bylo využito několik metod pro síťování kombinovaného modelu podvozku a také několik druhů kontaktů a vazeb pro nastavení správného chování podvozku a jeho pérování.

Rám vozidla byl modelován pomocí skořepin, jejichž příprava, svaření a další úpravy proběhly velmi rychle s využitím příslušných nástrojů v programu Ansys SCDM.

Kompletní numerický model vozidla

Výsledky

V rámci úlohy bylo řešeno několik zátěžných stavů, které korespondují s namáháním vozidla při provozu v náročných podmínkách u zákazníků nebo při testech na zkušebním polygonu společnosti TATRA.

Dosažené výsledky byly validovány se získanými daty z testů a model byl odladěn tak, aby bylo dosaženo požadované shody.

Přínosy

Oproti přechozímu numerickému řešiči používaném v oddělení výpočtů ve společnosti TATRA TRUCKS, a.s. oceňuje autor této zprávy mnoho nástrojů a postupů obsažených v programovém balíku Ansys zefektivňující a zrychlující tvorbu složitých modelů.

Byl vytvořen přehledný model kompletního vozidla TATRA, který nyní umožnuje výpočty dalších konstrukčních varianta podvozku případně rámu a jejich velmi rychlou výměnu v modelu.

Při tvorbě modelu bylo využito mnoho nástrojů programu SpaceClaim pro přípravu analyzované geometrie (nosníky, skořepiny, složité objemy). Tyto nástroje výrazně urychlily čas potřebný pro přípravu modelu.

V Ansys Mechanical byl pak připraven numerický model jednotlivých celků (podvozek, rám, korba) s využitím nástrojů pro tvorbu opakujících se objektů, jmenných výběrů, tvorby skupin, které výrazně zpřehledňují takto složitou úlohu.

V prostředí Ansys Workbench došlo ke spojení bloků dílčích modelů do příslušných sestav a následně byly doplněny potřebné vazby. Skladba sestavného modelu v blocích umožňuje rychlejší modifikaci a využití dílčích podsestav modelu dle variability stavby konkrétního vozidla (rozvor náprav, dimenze rámu, či mezirámu, typu pérování, apod.)

Hlavním přínosem softwarového řešení Ansys v našem oddělení je přehlednost úloh a jejich propojování v prostředí Workbench, a současně urychlení tvorby modelů a jejich modifikovatelnost.