CAD CAM和CAE一級方程式的青睞團隊

Tyrrell Racing Organization的首席設計師喬治·萊頓(George Ryton)對此表示贊同：“在一些大獎賽停站之間，我們必須重新劃出部分賽車，進行改裝，并在不到兩周的時間內完成賽車比賽。”為了幫助他做到這一點，Tyrrell使用Autodesk的AutoCAD Release 12，Autodesk是1990年首次使用的供應商.Rinton說，繪圖辦公室在推出后的一年內完全轉換為CAD操作?，F在除了發(fā)動機之外，汽車設計的每個方面都有八個座位。

雖然Ryton的團隊主要在2D工作，但他聲稱在3D中進行實體建模也很關鍵。例如，可以評估燃料箱的變化的質量和重心。“在比賽過程中使用燃料作為燃料的逐漸排空，”他指出，“可以顯著改變汽車的操控性。不同的形狀可以減輕這些影響，但最佳的形狀和尺寸只能通過使用CAD快速處理替代設計。“

自動化技術東部是東海岸領先的自動化/機器人貿易展，提供微軟，IBM洛克希德馬丁等數百種最新的組件，控制器和取放器。

同樣，Jordan Grand Prix使用Hewlett-Packard的Precision Engineering / ME10進行2D設計。該公司的Solid Designer基于面向對象的實體建模技術，可處理3D任務。這些工具不僅使團隊工程師能夠在冠軍賽期間轉換新的或改進的設計，而且還可以在淡季期間加快完全重新設計。

約旦設計工程師Robert Stubbings引用了今年的Jordan-Hart 195，它與其前身Jordan-Hart 194有很多共同點。當去年秋天設計開始時，只需按一下按鈕就能獲得194的所有數據。在新車上。“而不是重新繪制一幅又一幅草圖，”Stubbings指出，“我們現在對個性化設計采用了更加結構化的方法。”

集成制造。威廉姆斯大獎賽十年前首次使用CAD開始，但最近才采用完全集成的計算機輔助工程包。威廉姆斯研發(fā)工程經理Chris Wheatley聲稱這種方法極大地方便了復合材料制造車身零件。

工程從Autodesk的AutoCAD產品開始，由CADlogic Ltd.提供，將設計概念轉換為零件的計算機模型。該模型在計算機化流體動力學(CFD)包裝上運行，可以指定一系列參數，包括流動模式，速度，迎角，氣溫和表面粗糙度。

使用有限元分析(FEA)添加結構細節(jié)，例如材料厚度和重量。優(yōu)化程序確定最合適的形狀和材料組合，數據直接下載到CNC制造中心?；谠撃Ｐ偷墓ぞ咧噶顬閺秃喜牧狭慵?chuàng)建模具，而軟件在Misomex繪圖儀/刀具上生成預浸料圖案網，用于切割深度。

然后在移動到裝配車間之前，將這些形狀在高壓釜中切割，鋪設和固化;主軟件指定預浸料的取向角度?；萏乩f威廉姆斯使用了大約10種不同類型的預浸料。“用于切割預浸料的嵌套設計的有效性是如此之高，”他補充道，“廢料現在已成為歷史。我們剩下的只是”意大利面和小角落“。

通過這種方式，威廉姆斯可以完成從設計到最終檢驗的部分，而無需單一圖紙。整個過程大約需要六天。

添加分析。在一級方程式賽車中，使用鋁蜂窩結構和材料，如碳和杜邦公司的“Kevlar”，現在已司空見慣。復合材料總重量減少20%至25%，同時改善空氣動力學和車身剛度。用于正面碰撞保護的吸能鼻模塊和由模制復合材料部件開發(fā)的車身殼體生存模塊 - 有助于屏蔽駕駛員。

為了充分利用其復合結構，Ligier團隊使用了COMPOSIC(R)，這是一種來自Framasoft + CSI的復合結構分析工具。該軟件應用于汽車車身外殼，使Ligier的設計團隊能夠執(zhí)行以下分析功能：

側面和外殼下表面以及集成翻轉桿上的靜態(tài)推力測試。

碰撞試驗表示沖擊速度為11米/秒時的正面沖擊，此后殼體不得有任何損壞跡象。

零件行為預測，從空氣動力整流罩到變速箱，再到前橋或后橋總成的部件。

Ligier的分析工程師Christophe Sauvan表示，復合材料對結構優(yōu)化工具的要求特別高。參數，例如層厚度，纖維類型，層板角度，加固材料和層數 - 與多種模型變量相結合 - 為F-1設計團隊提供了幾乎無限多種可能的組合，以實現廣泛的范圍機械性能。

還必須將這些考慮因素與成本和響應時間進行權衡。“一級方程式賽場，”Sauvan解釋說，“處于不斷發(fā)展的狀態(tài)，無論是設計，測試還是制造，交付日期必須降至最低.COMPOSIC幫助我們實現測試成本節(jié)約和制造成本經濟效益降低測試次數，并優(yōu)化材料利用率。在某些情況下，模擬使我們能夠選擇更便宜，不太復雜的材料，但最終會獲得更好的性能。“

舉個例子，Sauvan引用了車隊的駕駛艙和后翅片支撐板。通過優(yōu)化簾布層的方向，Ligier可以在不犧牲強度的情況下加入剛度較小，價格較低的材料。

并行協同作用。保持F-1賽車苛刻的產品周期至關重要的是能夠在內部和供應商同時工作。去年邁凱輪車隊的競選活動就是一個很好的例子。隨著新的引擎配置以及1994年面臨的規(guī)則變化，團隊轉向使用Computervision的CADDS 5軟件來完成1月份的截止日期。

首席設計師Neil Oatley解釋說：“我們在10月初確認我們將使用新的標致V10發(fā)動機參加1994年的冠軍賽。”由于邁凱輪與法國開發(fā)的發(fā)動機同時設計了這款車，因此該團隊完成了時間表。標致汽車在發(fā)動機制造時以電子方式傳輸CADDS數據，使邁凱輪車隊能夠將新數據同時整合到模型中。

“這種特殊的發(fā)動機在”V“中有一個集成的熱交換器來冷卻油，這要求在它周圍設計一個新的冷卻系統(tǒng)，”Oatley說道。“說明該系統(tǒng)會對其他部件產生影響，所以不斷敲擊 - 效果。“

為新的冷卻系統(tǒng)騰出空間涉及改變碳纖維單殼體的后部，其復雜的3D表面幾乎不可能用手改變。然而，模型的改變只是通過調制解調器傳遞給邁凱輪的分包商進行加工。此外，單殼體工具是由堅固的工具塊加工而成，如果沒有CAD輸入，這也是不可能的。

至于1994年的規(guī)則變化，Oatley指出了允許在比賽期間加油的規(guī)則，規(guī)定最低燃油箱限制為200升。較小的尺寸為冷卻系統(tǒng)管道和其他部件留下了更多空間。同樣，邁凱倫使用CV的CADDS物理特性包來計算新坦克燃料容量的體積，以及NURBS表面設計和實體建模，以創(chuàng)建新組件和CVNC制造它。

在一級方程式賽季期間，一場比賽可能會在最后一輛賽車越過終點線時結束，但另一場比賽剛剛開始：與時間賽跑。如果沒有CAD，CAM和CAE的幫助，團隊也可以回家。

規(guī)則變化驅動設計

國際汽車聯合會(FISA)是控制一級方程式賽車的組織。以下是1995年頒布的規(guī)則變更：

禁止電子和計算機輔助液壓系統(tǒng)，以便駕駛員必須更好地控制車輛。

空氣動力學規(guī)則的修訂，以便通過階梯式縱向底部增加行駛高度，并且擴散器長度減少50%，從而顯著改變汽車后部的下壓。

發(fā)動機尺寸限制在3升，通常吸氣(無渦輪增壓器)。

增加最小重量和側面碰撞測試。

前翼和后翼的尺寸比1994年中期進一步減少。

“這些變化可能是自1983年從地效車轉向平底車以來最全面的變化，”Arrows Grand Prix車隊技術總監(jiān)Alan Jenkins說。“法規(guī)的各個要素本身并不特別困難，”詹金斯指出。“問題在于所需的設計工作量，這些變化幾乎影響到汽車的每個區(qū)域。”