3D列印機

汽車與運輸

Full Speed Ahead
產業類別:汽車與運輸
公司產品:高階自行車零組件
使用產品:SOLIDWORKS, SOLIDWORKS Flow Simulation
Full Speed Ahead利用SOLIDWORKS Flow Simulation創新出最快的自行車空氣動力車把!
 
前言
幫助自行車競賽選手提高速度是 Full Speed Ahead (FSA) 的使命。公司總部位於美國西雅圖,為高階自行車製造商提供精密零組件,進而支援專業道路和山地自行車比賽團隊。FSA需要不斷拓展自行車零組件設計的技術極限,這是製造商已多年使用SOLIDWORKS® 3D 設計軟體和風洞測試的原因。2008 年,FSA 管理層推動自行車零組件開發創新的需求,促使他們評估了計算流體力學 (CFD) 分析技術,以瞭解該技術如何幫助提高公司產品的空氣動力學性能。

CFD 空氣動力學分析師 Ron Correa 曾提及,模擬零組件設計周圍氣流的能力對經濟高效地完善FSA產品的空氣動力學特徵極為重要。「利用公式只會讓你的研究停滯不前,而風洞測試又成本高昂,因此,透過反複試誤完善空氣動力學特徵並不划算。投資CFD分析技術是實現提供最優質零組件目標的最快、最節省成本的方法。」Correa解釋道。

評估領先的 CFD 分析解決方案後,FSA 選擇了 SOLIDWORKS Flow Simulation,因為該軟體與SOLIDWORKS CAD 軟體整合,更易學習和使用,同時,SOLIDWORKS的經銷商提供高品質的技術支援服務。

「我從未使用過 CFD 分析軟體,還需要自學,」 Correa 回憶道,「然而,我非常熟悉SOLIDWORKS CAD 軟體,而 SOLIDWORKS Flow Simulation 與其完全整合。我知道我需要大量支援才能熟悉該工具,而我們的 SOLIDWORKS 經銷商為我提供了高品質的技術支援。SOLIDWORKS Flow Simulation 是我們經濟高效地實施 CFD 技術的最佳選擇。」

Full Speed Ahead 利用 SOLIDWORKS Flow Simulation CFD 分析軟體發展了最快的空氣動力車把,它是職業自行車選手的專用把手,可支援更符合空氣動力學的騎乘位置。

最快空氣動力車把項目
FSA 借助 SOLIDWORKS Flow Simulation 軟體開始為其 Vision 產品線設計最快的3:1空氣動力車把。空氣動力車把是計時賽和三項全能運動中職業自行車選手的專用把手,可支援更符合空氣動力學的騎乘位置。國際自行車聯盟 (UCI) 制定了自行車筒體結構的 3:1 規則,這意味著管件長度或高度不能超過直徑或寬度的三倍。

「我們開始設計了比當前所有車把都快的 3:1 空氣動力車把,」Correa回憶道,「我們使用SOLIDWORKS Flow Simulation 軟體仔細檢查了空氣動力車把的每個零件,包括葉片、把柄和把立機構。CFD 分析使我們能夠不斷完善新設計,比競爭對手通過測試的車把快 9 瓦,且比非 UCI 設計的空氣動力車把快 4 瓦。9 瓦增益會使自行車選手在 40 km 計時賽中提前 40 秒沖到終點。在專業自行車比賽中幾秒鐘差距便可分出伯仲,該技術大大提高了自行車性能。」Correa 補充說道。

降低了風洞測試成本
憑藉 SOLIDWORKS Flow Simulation,FSA 實現了突破性 Vision 空氣動力車把設計,同時,將樣機製造成本削減了 75% ,並從流程中減少了三輪風洞測試。「因為利用SOLIDWORKS Flow Simulation 可在進行風洞測試前完善空氣動力車把輪廓的空氣動力學,所以我們在一輪測試中驗證了設計性能。」

「我無法想像如果沒有 SOLIDWORKS Flow Simulation 我們要反復進行多少次測試,」Correa 繼續說道,「為了分離出透過軟體預測的氣流,我至少要前往風洞 4 次。從這個角度,我們在此第一個項目上節省的成本就能購買軟體。」

啟動具有競爭力的車輪產品線
除支持 FSA 最快空氣動力車把項目外,2010 年兩家競爭對手持有的高昂專利到期後,SOLIDWORKS Flow Simulation 還幫助自行車零組件製造商開發了新的具有競爭力的空氣動力學碳纖維車輪產品線。

「從研發角度看,我們利用 SOLIDWORKS Flow Simulation 軟體能夠獲得用於更快速完善產品的概念,」 Correa 強調道,「車輪模擬更為複雜,因為我們需要處理旋轉物體並考慮不同的偏離向量。然而,我們在 2014 年將啟動完整的空氣動力學車輪產品線,這能大幅降低能耗,並使 Vision 品牌成長為行業領導者。現在,透過風洞測試進行最後驗證前,我們完全可以靠 CFD 來最佳化性能。」
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