轨道车辆制造商使用 HyperWorks快速修改轨道车设计

2017-01-05 by:CAE仿真在线来源:互联网

项目介绍

美国铁路机车工业公司(AmericanRailcar Industries),总部设在密苏里州圣查尔斯,主要从事设计制造商业轨道车,生产车轮以上的所有部件。客户使用该公司生产的车厢运输各种液体和固体原材料,包括石油、煤炭、水泥、沙子、谷物和其他物质。他们的设计包括货车车厢、吊船和料斗等。

挑战

该公司在设计其“国内最强”汽车时必须牢记其运输材料的特殊性。例如,氯具有很强的腐蚀性,且受联邦和各州的法规限制。所以装载它的车厢设计必须非常稳定。与此同时,轨道车必须是具有成本竞争力,因此该公司旨在开发制造成本最低的设计,以提供高性价比。

“如果我们能拿出最低的成本和最高效的结构,我们就有一个高效的设计”,美国轨道车辆结构工程师Spencer Ashie-Winns解释说,“因为导轨限制车辆不能超过22万磅。如果我们的车厢结构重量为100,000磅,那么客户可以运输120,000磅商品。如果竞争对手可以开发75,000磅的车,那么客户就可以拖拉145,000磅商品。因此,客户正在寻找底线,这推动了创新,所以只有用极具竞争力的成本开发最好的产品”。

Ashie-Winns和他的工程团队已经利用有限元分析软件多年,但该软件的局限性已经开始减缓他们的创新流程。例如,他们为不同类型的车保持基本车型,而不同的用户要求根据他们运输的特定货物而定制车辆。因此,工程师必须在不同的负载情况下重新运行模型。

“用以前的软件,我们不得不做全局修改,相当于回到起点,删除网格,然后重新划分网格,并且要特别注意网格节点的连接关系。”Ashie-Winns说,“如果有多处变化,这将是非常繁琐的事情。另外,如果试图旋转模型,那简直就是一场噩梦。”

此外,该公司将做越来越多涉及结构动力学的项目。在过去,已签约的项目就已经涉及到结构动力学了,使用以前的软件做研究,如果包括动态分析,他们将面临昂贵的购买计划,但HyperWorks不需要购买任何额外的软件。

最终,他们现有软件与生俱来的问题越积越多,“我们花费了很多时间去修改”,Ashie-Winns回忆说,“我意识到必须得做些什么了”。

解决方案

轨道车辆制造商使用 HyperWorks快速修改轨道车设计hypermesh学习资料图片1

轨道车辆制造商使用 HyperWorks快速修改轨道车设计hypermesh学习资料图片2

工程师通过HyperWorks能够在最后验证试验前评估更多的虚拟设计

在加入美国铁路机车工业公司之前,Ashie-Winns所在的公司使用HyperMesh——AltairHyperWorks系列CAE软件的前处理模块。“在我以前的公司,我有机会选择IDEAS或者HyperMesh来做前处理,我坚持使用HyperMesh,因为它非常容易使用。”Ashie-Winns说。在美国铁路机车工业公司,Altair给我们做了一些演示,我意识到它是如此先进,甚至比我想象的更好。它解决了我们的需求。”

使用HyperMesh以后,当工程师需要改变车的几何时,网格很快得到更新,无需删除网格再重新划分。此外,Ashie-Winns可以使用同样的HyperWorks点数来运行HyperWorks其他模块或者Altair合作联盟中的任何一款软件。“如果我需要做一个流体力学分析,”他说,“我不需要购买任何软件——只需要从我的HyperWorks软件中选择相应的模块就可以了。”