威爾士三一圣大衛(wèi)大學(xué)（UWTSD）團(tuán)隊(duì)選擇Artec Leo提升F3賽車整體性能
時(shí)間：2021-12-17 17:15 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
像Dallara
F399/01這樣的跑車是幾十年來工程發(fā)展的成果。馬達(dá)、骨架、材料都不斷改進(jìn)，在滿足賽車運(yùn)動(dòng)技術(shù)規(guī)范的同時(shí)，大幅提升跑車性能。事實(shí)上，賽車工程界多年來取得了重大突破，看起來似乎沒有多少提升空間了。至少在沒有大量資金和時(shí)間投入的情況下，很難突破。試想一下，如果有人想在比賽中擁有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，那還能有哪些途徑呢？威爾士三一圣大衛(wèi)大學(xué)（UWTSD）工程學(xué)碩士研究生John
Hughes給出了一個(gè)簡單的方案：空氣動(dòng)力學(xué)。
“每個(gè)細(xì)節(jié)，哪怕做出一點(diǎn)調(diào)整，都會(huì)有效。目前，較項(xiàng)目之前，我們已經(jīng)提升直線速度10倍。僅僅通過調(diào)整汽車流線型設(shè)計(jì)。”John和另一位空氣動(dòng)力學(xué)研究生、兩位車主，一起研究了Dallara的前翼，這是他碩士畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目。他們的目標(biāo)是要提升跑車性能，目前正在參與British Sprint Championship，這是英國每季16場比賽的知名賽事。每次比賽間隔，John和他的團(tuán)隊(duì)都會(huì)有一小段時(shí)間讓他們?cè)谒雇骱８叟缘拇髮W(xué)汽修庫改造跑車。
團(tuán)隊(duì)有段時(shí)間采用手動(dòng)測量工具測量F3尺寸，但這么做不僅耗時(shí)，還不夠精確。所以，他們自然想到要換一種可靠方式，以更快完成更準(zhǔn)確的測量。于是，他們開始考慮3D掃描科技。起初，他們嘗試了最基本的3D掃描法，制作了CAD模型，但仍然不夠精確。當(dāng)他們聽聞專業(yè)3D掃描解決方案后，立刻聯(lián)系了英國Artec 3D大使級(jí)經(jīng)銷商Central Scanning，希望他們能給出滿意的答復(fù)。看到最新3D掃描儀Artec Leo的原始掃描后，John知道自己選對(duì)了。“看到捕獲效果有那么豐富細(xì)節(jié)，和之前其他效果相比，簡直無敵。太優(yōu)秀了，和以前的效果不能比，”他表示。
Central Scanning的Nick Godfrey和Tom White先對(duì)任務(wù)做了初步分析，發(fā)現(xiàn)Artec Leo最適合這項(xiàng)工作。“Leo可以快速捕獲大中型物體。無需做任何事前準(zhǔn)備，可直接進(jìn)行現(xiàn)場掃描，”Nick說道。“掃描儀全自動(dòng)，也就是說不需要連接電線或電腦，有礙行動(dòng)。這款掃描儀使用輕松，秒殺其他接觸過的3D掃描解決方案。”
Leo配備電池和實(shí)時(shí)顯示掃描進(jìn)程的觸摸屏，數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)于存儲(chǔ)卡上，方便后續(xù)導(dǎo)出至電腦。Tom在UWSTD的汽修庫掃描了Dallara，沒有用到任何其他設(shè)備。整車掃描花了不到2小時(shí)。掃描數(shù)據(jù)在Artec Studio中耗時(shí)一天處理完成，幾天后，就將完整的CAD模型發(fā)送至John。
值得注意的是，在空氣動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域，設(shè)計(jì)中的毫米級(jí)改變也需要投入大量工作。Artec Leo捕獲速度驚人，可每秒捕獲300萬點(diǎn)，屏幕實(shí)時(shí)顯示3D掃描進(jìn)程。擁有高度精確的整車數(shù)碼幾何，John可以在Ansys上更好的進(jìn)行計(jì)算流體動(dòng)力（CFD）模擬，通過逼真的3D模型分析微調(diào)車身流線設(shè)計(jì)的各種可能。
“我通常在不改變各部位幾何的情況下，先嘗試優(yōu)化原有部件。比如，原有前翼有多個(gè)組成部分，包括襟翼與小翼。我會(huì)先研究一下，移動(dòng)襟翼是否會(huì)改善整翼性能，”John解釋道。“這一過程可能持續(xù)數(shù)月。但也可以借助實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)軟件。原始幾何優(yōu)化后，我會(huì)研究CFD結(jié)論，繼續(xù)優(yōu)化原始幾何。這種方式可以節(jié)省制造時(shí)間和成本，因?yàn)榭梢员M量保留原始前翼。”
分析和設(shè)計(jì)完成后，修改過的部件會(huì)發(fā)送到Fibre-Lyte，這是一家高性能運(yùn)動(dòng)碳纖維制造商。在3D銑床的協(xié)助下，他們可重復(fù)生產(chǎn)一次性部件，價(jià)格劃算，若需要大體積，也可以縮放。
制作完成的部件一安裝到賽車上，John就注意到了差異：“修改后，我們已經(jīng)看到直線和轉(zhuǎn)彎速度加快。我對(duì)破風(fēng)板設(shè)計(jì)做了幾處修改，每一處都能提升賽車性能。模擬結(jié)果表明很有希望做出進(jìn)一步改進(jìn)。”
為何在大學(xué)使用Artec 3D掃描儀？
就像John的項(xiàng)目一樣，工程或考古、設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)科學(xué)等其他領(lǐng)域的專業(yè)3D掃描對(duì)學(xué)生有極大的好處。學(xué)習(xí)最新技術(shù)，保證學(xué)生為未來職業(yè)道路做好充分準(zhǔn)備，在計(jì)量學(xué)、逆向工程、遺跡保護(hù)等行業(yè)成為佼佼者。Artec 3D產(chǎn)品線可實(shí)現(xiàn)最精準(zhǔn)的3D掃描，滿足不同規(guī)模的掃描任務(wù)。Artec 3D推出了大受歡迎的教育套餐，能與世界各地高校合作，倍感榮幸。面向大中小學(xué)、研究機(jī)構(gòu)推出的特殊套餐提供了目前最高級(jí)的培訓(xùn)工具和實(shí)踐機(jī)會(huì)，以培養(yǎng)下一代專業(yè)人士。
3D掃描初體驗(yàn)大獲成功，威爾士三一圣大衛(wèi)大學(xué)希望能在各類工程項(xiàng)目中繼續(xù)使用Artec 3D產(chǎn)品，用于摩托車、邊三輪摩托車的掃描。
“每個(gè)細(xì)節(jié)，哪怕做出一點(diǎn)調(diào)整，都會(huì)有效。目前，較項(xiàng)目之前，我們已經(jīng)提升直線速度10倍。僅僅通過調(diào)整汽車流線型設(shè)計(jì)。”John和另一位空氣動(dòng)力學(xué)研究生、兩位車主，一起研究了Dallara的前翼，這是他碩士畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目。他們的目標(biāo)是要提升跑車性能，目前正在參與British Sprint Championship，這是英國每季16場比賽的知名賽事。每次比賽間隔，John和他的團(tuán)隊(duì)都會(huì)有一小段時(shí)間讓他們?cè)谒雇骱８叟缘拇髮W(xué)汽修庫改造跑車。
△SBD的Dallara F399/01，正在安格爾西島的賽車道上馳騁
團(tuán)隊(duì)有段時(shí)間采用手動(dòng)測量工具測量F3尺寸，但這么做不僅耗時(shí)，還不夠精確。所以，他們自然想到要換一種可靠方式，以更快完成更準(zhǔn)確的測量。于是，他們開始考慮3D掃描科技。起初，他們嘗試了最基本的3D掃描法，制作了CAD模型，但仍然不夠精確。當(dāng)他們聽聞專業(yè)3D掃描解決方案后，立刻聯(lián)系了英國Artec 3D大使級(jí)經(jīng)銷商Central Scanning，希望他們能給出滿意的答復(fù)。看到最新3D掃描儀Artec Leo的原始掃描后，John知道自己選對(duì)了。“看到捕獲效果有那么豐富細(xì)節(jié)，和之前其他效果相比，簡直無敵。太優(yōu)秀了，和以前的效果不能比，”他表示。
△John Huges（右）和Central Scanning的Tom White（左）直接在Leo的觸摸屏上查看Dallara 3D模型預(yù)覽
Central Scanning的Nick Godfrey和Tom White先對(duì)任務(wù)做了初步分析，發(fā)現(xiàn)Artec Leo最適合這項(xiàng)工作。“Leo可以快速捕獲大中型物體。無需做任何事前準(zhǔn)備，可直接進(jìn)行現(xiàn)場掃描，”Nick說道。“掃描儀全自動(dòng)，也就是說不需要連接電線或電腦，有礙行動(dòng)。這款掃描儀使用輕松，秒殺其他接觸過的3D掃描解決方案。”
Leo配備電池和實(shí)時(shí)顯示掃描進(jìn)程的觸摸屏，數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)于存儲(chǔ)卡上，方便后續(xù)導(dǎo)出至電腦。Tom在UWSTD的汽修庫掃描了Dallara，沒有用到任何其他設(shè)備。整車掃描花了不到2小時(shí)。掃描數(shù)據(jù)在Artec Studio中耗時(shí)一天處理完成，幾天后，就將完整的CAD模型發(fā)送至John。
△便攜的Leo使現(xiàn)場掃描又快又輕松
值得注意的是，在空氣動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域，設(shè)計(jì)中的毫米級(jí)改變也需要投入大量工作。Artec Leo捕獲速度驚人，可每秒捕獲300萬點(diǎn)，屏幕實(shí)時(shí)顯示3D掃描進(jìn)程。擁有高度精確的整車數(shù)碼幾何，John可以在Ansys上更好的進(jìn)行計(jì)算流體動(dòng)力（CFD）模擬，通過逼真的3D模型分析微調(diào)車身流線設(shè)計(jì)的各種可能。
“我通常在不改變各部位幾何的情況下，先嘗試優(yōu)化原有部件。比如，原有前翼有多個(gè)組成部分，包括襟翼與小翼。我會(huì)先研究一下，移動(dòng)襟翼是否會(huì)改善整翼性能，”John解釋道。“這一過程可能持續(xù)數(shù)月。但也可以借助實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)軟件。原始幾何優(yōu)化后，我會(huì)研究CFD結(jié)論，繼續(xù)優(yōu)化原始幾何。這種方式可以節(jié)省制造時(shí)間和成本，因?yàn)榭梢员M量保留原始前翼。”
△Artec Studio界面中Dallara F399/01 的3D點(diǎn)云圖
△Artec Studio中的成品3D模型（左）和通過捕獲數(shù)據(jù)制作的CAD模型（右）
分析和設(shè)計(jì)完成后，修改過的部件會(huì)發(fā)送到Fibre-Lyte，這是一家高性能運(yùn)動(dòng)碳纖維制造商。在3D銑床的協(xié)助下，他們可重復(fù)生產(chǎn)一次性部件，價(jià)格劃算，若需要大體積，也可以縮放。
制作完成的部件一安裝到賽車上，John就注意到了差異：“修改后，我們已經(jīng)看到直線和轉(zhuǎn)彎速度加快。我對(duì)破風(fēng)板設(shè)計(jì)做了幾處修改，每一處都能提升賽車性能。模擬結(jié)果表明很有希望做出進(jìn)一步改進(jìn)。”
△John在F3上設(shè)計(jì)的破風(fēng)板
為何在大學(xué)使用Artec 3D掃描儀？
就像John的項(xiàng)目一樣，工程或考古、設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)科學(xué)等其他領(lǐng)域的專業(yè)3D掃描對(duì)學(xué)生有極大的好處。學(xué)習(xí)最新技術(shù)，保證學(xué)生為未來職業(yè)道路做好充分準(zhǔn)備，在計(jì)量學(xué)、逆向工程、遺跡保護(hù)等行業(yè)成為佼佼者。Artec 3D產(chǎn)品線可實(shí)現(xiàn)最精準(zhǔn)的3D掃描，滿足不同規(guī)模的掃描任務(wù)。Artec 3D推出了大受歡迎的教育套餐，能與世界各地高校合作，倍感榮幸。面向大中小學(xué)、研究機(jī)構(gòu)推出的特殊套餐提供了目前最高級(jí)的培訓(xùn)工具和實(shí)踐機(jī)會(huì)，以培養(yǎng)下一代專業(yè)人士。
3D掃描初體驗(yàn)大獲成功，威爾士三一圣大衛(wèi)大學(xué)希望能在各類工程項(xiàng)目中繼續(xù)使用Artec 3D產(chǎn)品，用于摩托車、邊三輪摩托車的掃描。
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