TOP：用于监控轮胎压力并发送测量信息的高速卡入式轮胎压力监测传感器（TPMS）。底部：由于车轮旋转产生的离心载荷，发射器壳体的应力和变形的10x放大。
调节汽车性能的微型传感器以非常具体的方式设计，同时直接在移动汽车轮胎上进行适当运行。他们需要具有敏感性来在运动中拾取测量和耐用性以承受元素。
轮胎压力是汽车性能的无名英雄。当膨胀到适当的压力时，轮胎是设计人员的精确形状。随着空气压力降低，轮胎需要更多的能量来移动。司机可以轻松忘记在从一个地方移动到另一个地方的日常生活中保持轮胎压力。穿刺可以举行并完全没有注意到。
这就是为什么有一个板载传感器，即在添加更多空气时提醒驾驶员的原因是所有的差异。创建这些传感器需要仔细考虑所有精细的细节，仿真提供了用于查找合适设计的工具。
在器件的轴环上模拟的旋转测试显示由熔体在螺栓位置处的离心力引起的应力。
轮胎压力传感器形状驾驶体验
轮胎压力低的一个后果是燃料经济性的显着降低。此外，在低轮胎上运行的车辆可以随着时间的推移在大气中增加大量温室气体。低轮胎压力也可以使车辆停止，或使汽车在潮湿的表面上滑动。汽车制造商通常需要将压力监测传感器连接到通知司机的轮子，如果轮胎低于预期压力。Schrader Electronics目前是轮胎压力监测技术的全球市场领导者。
Schrader Electronics每年制造4500万个传感器，并为包括GM，FORD和Mercedes在内的领先汽车公司提供传感器。对于在车辆的整个寿命期间存活的传感器，可靠性和耐用性是关键。在设计必要的功能，几何形状和材料时，考虑休克，振动，压力，湿度，温度和各种动力力。Christabel Evans是一名施拉尔电子机械设计团队的工程师，一直采用有限元分析（FEA）和多体验仿真，为各种车辆构建成功的高效轮胎传感器。
使用FEA设计更好的传感器
高速卡入式轮胎压力监测传感器是Schrader的常用产品，其直接安装在车轮组件上，并在车辆中锻炼时测量轮胎压力。当轮胎压力降低太多时，警告熄灭，警告驾驶员是时候停止并重新膨胀轮胎。
Schrader Electronics一直在创造传感器近20年，但埃文斯和她的同事希望更有效的产品设计和测试方法。他们使用FEA模拟了他们的设计并迭代该过程，这使得它们可以最大限度地减少实验成本并在开发过程中评估设计性能。
施拉尔电子发现，如果他们想要将其部署到整个团队，现有的FEA软件选项很昂贵。它们转向使用结构力学模块和COMSOL Multiphysics的CAD导入模块。他们从一系列测试开始，将标准化样本与模拟进行比较，以验证软件并在结果中建立信心。
COMSOL在施拉尔电子机械工程系中的多个团队中使用了许多工程师使用。从左到右：Andrew Herron，Sam Guist，Adam Wright，Christabel Evans和Russell Mckee。
用更好的仿真工具提高灵敏度和耐用性
随着时间的推移，研究人员开始将更多的自然参数纳入其模拟，从动态载荷，例如离心力，环境应力，例如温度变化，静态因子，如压力和压碎负荷。高速卡扣TPMS由由容纳在外壳中的电路组成的发射器组成，并且用帽附接到阀杆。阀杆连接到轮胎边缘并允许空气通过。在高速TPMS上，阀门几何形状包括有助于在边缘孔中保留组件的肋。
施拉尔电子器件测量了从外部力量的外壳上的应力，如轮胎装配，冲击或振动从道路状况，并且在这些条件下装载装置时发生的变形。结果模拟显示了专为旋转试验机而设计的部件，该机器以高速旋转零件。分析该组件以验证材料选择是否能够处理所需的负载。
通过同时分析多个模型，埃文斯和她的团队能够找到最适合和改善其设计的人。他们专注于测试不同的几何形状，材料和负载方案。
Schrader的研究人员能够比类似的模拟包更快地学习COMSOL MultiphySics软件，并且由于灵活的许可选项，通过组织的部署更容易。根据埃文斯的说法，“Comsol是用户友好的，很快就会学习 - 工程师立即捡起它。”
目前，施拉德的工程师计划将大部分专注于设计和增长，重点是失败分析，但他们希望借助模拟工具提高其开发的专注方法。他们正在努力提高每个新设计的司机舒适，环境影响和道路安全。
COMSOL.
comsol.com.
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