难题:
通过提供更符合空气动力学的零部件,提高计时赛和三项全能运动中自行车竞赛选手所使用高端自行车的速度和性能。
解决方案:
实施 SOLIDWORKS Flow Simulation 计算流体力学 (CFD) 分析软件以经济高效地优化自行车零部件的空气动力学性能。
应用效果:
● 原型制造成本削减 75%
● 减少了三轮风洞测试
● 开发具有竞争力的空气动力学自行车车轮产品线
帮助自行车竞赛选手提高速度是 Full Speed Ahead (FSA) 的使命。公司总部位于华盛顿西雅图,为高端自行车制造商提供精密部件,从而支持专业道路和山地自行车比赛团队。从曲柄、耳麦和轮轴到空气动力车把、把手和其它自行车零件,FSA 都致力于提供优质的零部件。
FSA 需要不断拓展自行车零部件设计的技术极限,这是制造商已多年利用 SOLIDWORKS 3D 设计软件和风洞测试的原因。2008 年,FSA 管理层推动自行车零部件开发创新的需求促使他们评估了计算流体力学 (CFD) 分析技术,以了解该技术如何能提高公司产品的空气动力学性能。评估领先的 CFD 分析包后,FSA 选择了 SOLIDWORKS Flow Simulation,因为该软件与SOLIDWORKS CAD 软件集成,更易学习和使用。
更快空气动力车把项目
FSA 借助 SOLIDWORKS Flow Simulation 软件开始为其 Vision 产品线设计最快的 3:1 空气动力车把。空气动力车把是计时赛和三项全能运动中职业自行车选手的专用把手,可支持更符合空气动力学的骑乘位置。国际自行车联盟 (UCI) 制定了自行车筒体结构的 3:1 规则,这意味着管件长度或高度不能超过直径或宽度的三倍。
“我们开始设计了比当前所有车把都快的 3:1 空气动力车把,” Correa 回忆说,“我们使用SOLIDWORKS Flow Simulation 软件仔细检查了空气动力车把的每个零件,包括叶片、把柄和把立机构。CFD 分析使我们能够不断完善新设计,比竞争对手通过测试的车把快 9瓦,且比非 UCI 设计的空气动力车把快 4 瓦。9 瓦增益会使自行车选手在 40 km 计时赛中提前 40 秒冲到终点。”
“在专业自行车比赛中几秒钟差距便可分出伯仲,该技术大大提高了自行车性能。” Correa补充说。
降低了风洞测试成本
凭借 SOLIDWORKS Flow Simulation,FSA 实现了突破性 Vision 空气动力车把设计,同时将样机制造成本削减了 75% 并从流程中减少了三轮风洞测试。“因为利用 SOLIDWORKSFlow Simulation 可在进行风洞测试前完善空气动力车把轮廓的空气动力学,所以我们在一轮测试中验证了设计性能。”
“我无法想象如果没有 SOLIDWORKS Flow Simulation 我们要反复进行多少次测试,” Correa继续说,“为了分离出通过软件预测的气流,我至少要前往风洞 4 次。从这个角度,我们在此第一个项目上节省的成本就能购买软件。”
启动具有竞争力的车轮产品线
除支持 FSA 最快空气动力车把项目外,2010 年两家竞争对手持有的高昂专利到期后,SOLIDWORKS Flow Simulation 还帮助自行车零部件制造商开发了新的具有竞争力的空气动力学碳纤维车轮产品线。