Altair HyperWorks助力开发轻型阿尔卑斯山火车

解决方案

“这个项目对重量的限制非常苛刻，”Stadler静态/动态/认证部门的主管Alois Starlinger博士说。 “我们进行了多次设计迭代。”

结构工程师先在CATIA V中构造出首批冰川快车轨道车辆模型。Starlinger的团队随后使用HyperWorks对模型进行了网格划分，并对系统行为进行了分析和优化。

“HyperWorks帮我们实现了所有的预期，”Starlinger 说，“我们可以把输入文件直接读入有限元求解器，而无需做任何编辑。利用HyperWorks，我们很快完成了设计优化，并达到了目标重量。”

仿真与现实的高度吻合

由于开发周期日益紧迫，原型设计在当今的铁路行业已不常见。相反，列车会直接根据优化的模型来制造，并且不会在交付前进行试验。

“这就使仿真的可靠性变得极其重要，”Starlinger 说，“我们必须能够完全依靠仿真结果，以免对模型进行不必要的修改。”

经过列车合格鉴定阶段的多次抗压试验，证明HyperWorks仿真的确具备可靠性。项目团队还对轨道车辆进行了特定的离合器和侧减震器压力测试。这一系列测试表明，仿真结果与实际的测试结果高度吻合。

“我们认真进行了多次比较分析，发现仿真结果是完全可靠的，”Starlinger 说，“我预计，对纯金属轨道车辆结构进行抗压测试的做法最终会被淘汰，取而代之的将是我们正在使用的这种仿真。”

HyperMesh高度灵活、易于使用，用户可以从CATIA V和其他应用程序中导入CAD几何，再用这些几何创建有限元模型。

转变构造方法

仿真技术同时也在改变着Stadler对组件的开发方式，使他们得以创造出全新的评估方法。在冰川快车这一项目中，玻璃窗和门口上方的复合材料夹层车顶需要完全粘合到车体上。

“借助仿真，我们得以确定理想的胶接方法并优化生产，”Starlinger 说，“我们还在合格鉴定之前完成了对胶接方法的测试。在胶水供应商的配合下，我们进一步完善了从结构上进行胶接的操作指导，并确认可以在生产过程中运用这些指导。”

借助仿真技术，以往使用传统开发方法无法实现或会产生大量风险的构造方法得以实施。现在，一部分构造步骤可以由仿真来代替，从而有效降低项目开发风险。

快速可靠的结果

在 Stadler将Altair 计算机辅助工程 (CAE) 软件引入其开发过程之前，一直将仿真工作外包给使用各类软件工具的工程公司。Stadler则根据这些承包商提供的报告和绘图进行开发。2003年，Stadler的业务呈现迅猛增长并迫切需要将开发风险最小化，为此，他们组建了自己的仿真部门。该部门从创立之初就一直使用 Altair 软件。让Starlinger尤其满意的是HyperWorks的有限元建模器HyperMesh所具备的前处理与后处理功能。

“HyperMesh为我们创造了极大的灵活性，”Starlinger 说，“我们可以非常高效地将CATIA V计算机辅助设计 (CAD) 模型直接转换成有限元模型。此外，HyperWorks还使我们能够快速地计算和分析大型模型。”

“对我们来说，软件的可靠性也非常重要。我们在装有Windows XP和Windows 2000的PC工作站上运行HyperWorks 套件，以高达350万个自由度和多达700,000个元素无错误地构造模型。我们使用HyperWorks在配有2GB内存和3.4GHz处理器的PC上进行前处理和后处理，模型的计算速度快得令人惊讶。”

Altair支持：关键优势

Altair 非常注重客户满意度，这一点是Stadler选择HyperWorks的重要因素。

“从我们第一次与Altair方面接触开始，我就意识到他们的知识和经验都非常丰富，”Starlinger 说，“对于我们的要求，他们总是能很快地给予回应。Altair还花费了一个月的时间来开发我们要求的特定功能。我们与Altair的关系就是我一向认为的软件客户与供应商之间应该保持的那种良好关系。

“我本人在工作过程中积累了大量的仿真专业知识，也使用过多种CAE工具。在决定使用HyperWorks之前，我们评估了许多产品。我们之所以选择HyperWorks作为工程框架，不仅仅是因为它能完全满足我们的需求，还因为它包含优化软件。”

结论

Stadler正在迅速扩展CAE的使用。“目前，我们的业务状况非常好，预计未来会有进一步的增长，”Starlinger 说，“我们接下来两年的开发订单已经排满，这就需要我们雇佣更多的员工和获得更多的HyperWorks许可证。我们正计划增加HyperWorks模块的使用，例如使用OptiStruct进行数值优化。”

关于Altair公司

Altair公司是世界领先的工程设计技术的开发者之一，也是一家具有全球深厚工程技术底蕴的优秀CAE工程公司。Altair 公司拥有多元化的业务主线，其技术涵盖高端CAE仿真和优化技术、数据管理及流程自动化、高性能计算与网络计算技术，同时具备一流的产品设计、流程定制、二次开发等咨询服务能力。Altair目前为私人所有，总部设在美国底特律，在全球拥有1800多位员工，分支机构遍及美洲、欧洲及亚太地区。凭借其在产品设计、先进CAE工程软件开发和网格计算技术等方面拥有27年的经验，Altair不断为各个行业的客户创造竞争优势。http://www.altair.com.cn

关于企业级CAE仿真平台HyperWorks

构建于设计优化、性能数据管理和流程自动化的基础理念之上，HyperWorks是一个企业级的仿真解决方案，用于加快企业设计开发和决策过程。作为业界最全面的开放构架的CAE解决方案，HyperWorks包括第一流的建模、分析、可视化和数据管理解决方案，适用于线性、非线性、结构优化、流固耦合和多刚体动力学等多个领域。http://www.altairhyperworks.com.cn

关于产品创新咨询服务ProductDesign

Altair产品设计咨询团队(ProductDesign)是一个提供创新的、端对端解决方案的、全球性的多学科产品研发和工程咨询团队，向全球客户提供全面的工程咨询服务，其设计方案能够综合产品可用性、适用性、高性能、多需求、低成本等多个方面的因素。通过领先的研发流程和丰富的行业经验，帮助客户产品以更快的速度投向市场。http://www.altairproductdesign.com

关于网格计算和资源管理平台Altair PBS Works

Altair PBS Works 帮助制造业、资源勘探、地球科学、天气预报、计算化学、制药、金融和娱乐行业的企业、学校和研究机构最大化其计算软硬件资源的投资回报。PBS Works系统作为Altair HyperWorks家族中的成员，帮助制造业用户在实现大规模CAE仿真的同时按照需求有效地利用企业的计算资源，包括网格、集群和其他计算系统。http://www.pbsworks.com.cn

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