Ansys Speos | 助力汽车按键开关设计与优化

概述

提到汽车内饰照明光学，人们或许会联想到门板上起装饰作用的的氛围灯、用于阅读书籍或读物的阅读灯、方便驾驶员观察数据的仪表灯。据不完全统计，仅汽车内部就存在至少20处营造氛围的辅助用灯。其中Lightguide与Lightpipe一直是照明灯具中最基本与重要的元件之一。有鉴于此，光学产品的设计与优化常常被视作复杂且困难的工作。现如今，Ansys Speos可以提供客户众多设计自由度，通过Ansys强大的Workbench平台，轻松实现光学产品的优化迭代。

工作流程

在本案例中，我们介绍一个基于汽车按键开关的照明设计与优化工作流。

#1 初始模型

#2 光导设计

#3 光导优化

#4 结果评估

1.初始模型

以往，在没有引入光学软件的情况下，用户会根据已有的工程经验完成初始模型结构。

此时只需将CAD数据导入Ansys Speos，设定光源、材料、探测器，合适模拟算法后，就可以准确的描述光与物体的相互作用，分析其光学性能。本案例中字符是由4个区域组成，采用RMS Contrast评估均匀性时，需要利用测量工具定义4个轮廓，可知RMS Contrast (P9-P11)的数值并不理想。Ansys Speos的LXP分析功能可观察系统的光路，了解光线折损细节，同时也可对材料进行更替后，得到最终的初始条件。更换材料模拟后，P9-P11数值相对平稳，但核心轮廓P12暗区较多。

2.光导设计

Ansys Speos Optical Part Design是一个专业的光学设计模块，该模块能实现非成像照明领域中几乎所有的光学结构设计。

1) 光导设计——Lightguide设计模块将初始导光结构进行再设计。Lightguide包含光导齿的Step、Length、Offset、Start/End angle,以及起始与末端的距离等参数；

2) 输入参数变量——利用Publish Parameters功能将Lightguide的参数变量发布出来，用于Workbench的输入变量；

3) xml文件——通过对.xmp文件进行后处理设置，对评估目标进行定义设定，然后导出生成.xml文件。评估目标为模型的输出参数变量，如均匀性(RMS Contrast)，平均值，最大值，最小值等。本案例的评估参数为各轮廓的RMS Contrast数值；

在初始设计阶段，配合Live Preview的高效预览功能，可在短时间内得到一个相对不错的结果。整体RMS Contrast低于0.5，此时P9会成为后续优化的主要目标。

3.光导优化

Ansys Workbench 是一个强大的协同仿真平台，它可以实现Ansys Speos优化变量与目标的发布，具体优化迭代可以交给软件进行自动化的流程。Ansys Workbench操作界面中，设置好输入/输出参数，并对输入参数变量进行优化区间设置，对输出参数进行目标约束。

案例选取了光导的8个设置参数 (P1-P8) 作为输入参数变量，字符4个轮廓的RMS Contrast (P9-P12) 作为输出参数。直接优化算法会根据输入/输出参数设计函数关系来确认优化的迭代次数，并筛选出最佳设计点，同时可保留每个设计点的结果文件及优化结构模型。

4.结果评估

经过327次的软件迭代后，我们找到第264次仿真为最优结果。该结果与初始状态相比有了极大的改善，字符轮廓P9-P12的RMS contrast相对数值很低，满足产品设计要求。

结束语

Ansys Speos可完成光学系统的性能评估，同时Optical Part Design模块提供多种方法进行光导设计。本案例模型简单，优化变量与目标相对较少，采用Workbench平台的Direct Optimization功能即可完成优化。假如针对复杂的模型结构且多变量与目标的工况时，建议用户采用optiSLang工具完成更为复杂与挑战的工程项目。设计前期如果没有模型需要光学验证，可以直接忽略流程一。

Ansys Speos | 助力汽车按键开关设计与优化相关推荐

Ansys Speos | 联合 optiSLang 背光板设计优化方案
在这个例子中,讲述如何建模一个典型的背光单元及其与亮度和均匀性有关的照度分布.其中一个关键特点是使用了Speos 3D Texture功能,这是最初开发的用于背光单元产品,并可用于设计导光板,亮度增强 ...
Ansys Speos | 2023R1 动态仿真助力车灯早期优化
前言光学仿真是产品设计师应用的关键工具之一,能让用户在制作物理原型之前就通过数字环境体验产品.这对汽车领域来说显得尤为重要,随着汽车照明功能(如转向指示灯)越来越生动,TIER-1 需要能够在样件前 ...
基于STM32单片机智能RFID刷卡汽车位锁设计（论文
基于STM32单片机智能RFID刷卡汽车位锁设计(论文) 摘要在车位日益紧张的今天,如何避免私家车位被他人抢占,是令人头痛的事.日前面市的一种新型车位锁,不仅有效解决了这一问题,还可对车辆起到防盗作 ...
Ansys Speos | 实现车内氛围灯早期仿真验证
在本例中,将演示如何使用Speos进行RGB(红.绿.蓝)车内环境照明的早期研究,目的是在设计光导之前评估指定位置的照明效果. 使用到的产品Ansys Speos 2022 R2或更高版本,licen ...
新能源汽车三电NVH设计高级技术
整车NVH性能是整车性能中最重要的部分之一,直接影响驾驶人和乘客对整车品质的主观感受.新源汽车的振动噪声(NVH)作为车辆性能及产品核心竞争力的重要组成部份,亦是新源汽车关键技术与工程的核心问题之一. ...
Verilog设计实例（8）按键防抖设计之软件防抖
博文目录写在前面正文背景介绍及回顾单个按键单按键的其他设计版本多个按键写在最后参考资料交个朋友写在前面个人微信公众号: FPGA LAB 个人博客首页注:学习交流使用! 正文 ...
eplan如何导入access_EPLAN如何助力汽车行业的智能制造转型？
本文从汽车行业智能制造建设需求出发,结合EPLAN服务全球汽车行业企业实现智能制造的最佳实践,介绍了EPLAN在汽车行业智能制造建设过程中所能提供的完整.成熟的电气设计解决方案. 作者:Eplan 王 ...
Ⅴ0还有别的方法设置图案吗_定制汽车硅胶按键你知道厂家是怎么给汽车按键镭雕的吗...
随着汽车硅胶按键的使用越来越广泛,很多时候我们在定制汽车硅胶按键上会发现,有些图案.字体没有刻痕,而且表面很光滑,想抠都抠不掉,还不会有磨损,用久之后还非常的美观!那问题就来了,那究竟是什么呢? 定制 ...
mos 多路模拟电子开关_软开关设计 || 软开关硬件三极管、MOS管典型电路分析
资料下载请点我(第3次更新) 赠送大家资料,复制并在后台回复以下关键词即可领取 AD19快捷键关于今日推文何为软开关?软开关是相对于硬开关而言. 硬开关顾名思义,电源的开断完全取决于硬件,是物理层 ...
东软慧聚助力汽车“芯”节能减排
一直以来,汽车尾气的排放是空气污染和雾霾指数飙高的重要因素之一.正因为此,国家逐步出台了越来越严苛的尾气排放标准.从国三到国四,从国四到国五. 在今年4月底,机动车环保网甚至公示了国内首批达到国六排放 ...

Ansys Speos | 助力汽车按键开关设计与优化

Ansys Speos | 助力汽车按键开关设计与优化相关推荐

最新文章

热门文章