行業：軌道交通

    挑戰：高速列車的設計需要對 CAE 分析技術進行深化應用，如 何選擇合適的工具來提高效 率是長春軌道客車當時亟需 解決的問題。

    Altair 解決方案：利用 HyperMesh 進行建模， 利用 OptiStruct 進行結構分析和優化。

    優點：提高工作效率 ；促進產品設計

    背景介紹 

    長春軌道客車有限公司（CRC）是亞洲最大的軌道客車生產商，在過去許多年來，一直致力于尋找方法來實現CAE流程的流水線化，從而提高開發效率。通過使用Altair 公司專門為產品設計而開發的工程平臺－AltairHyperWorks以后，長春軌道客車有限公 司不僅減少了多達50%的CAE建模時間，而且由于模型質量的大幅提高，使得仿真的結果也更加精確了。

    長春軌道客車有限公司作為我國最大的鐵路客車和城市軌道車輛的研發、制造和出口基地，一直在精煉其技術，并力求擴大產品范圍。從2002年成立之初的純粹國有公 司，發展到今天成為擁有8,000多名員工的面向全球的軌道客車生產商。它擁有強大的生產能力，并與像龐巴迪(Bombardier)、阿爾斯通(Alstom)等行業巨頭建立了牢固的合作關系。目前長春軌道客車有限公司致力于生產的軌道客車的使用速度可達到200英里/小時。它的產品不但在巨大的中國市場占據統治地位，而且暢銷全球，承載著從津巴布韋到斯里蘭卡、從伊朗到孟加拉國的乘客們。而AltairHyperWorks技術在長春軌道客車有限公司的成功使用，大大推動了它的快速發展。 

    挑戰 

    在上個世紀80年代甚至90年代初，中國的國情條件還無法采用早期發展的CAE 技術。長春軌道客車有限公司的前身——長春客車廠，在這段時期也是主要采用傳統的方法設計產品，極少使用CAE技術。直到1998年，政府資金的投入使公司獲得了ANSYS 軟件，并且開始把有限元分析（FEA）運用到產品設計的流程當中。

    而在2001年以后，情況有了迅速的變化，中國政府開始實施鐵路運輸的變革，并 且提出了大量高速列車的需求。高速列車的設計需要對CAE分析技術的深化應用。重組后的長春軌道客車有限公司擴大了CAE工程師的隊伍，并且開始采用了HyperWorks 作為其CAE平臺，這一變化帶來了立竿見影的影響——工作效率得到了極大的提高。

    “卓越的前處理技術是我們的首要目標，所以HyperMesh是我們采用HyperWorks的主要原因。”長春軌道客車有限公司的首席信息官閆雪東博士說道，“我們發現HyperMesh具有出色的功能?！?/p>

    如果單獨使用ANSYS，一個CAE工程師需要花費2個月的時間才能完成一個客車 模型的分析，而其中僅在建模上就需要花6個星期時間。而采用了HyperMesh之后，工程師可以在3個星期之內建立一輛整車的模型，并在4個星期內完成包括分析在內的所有設計環節。但是更短的設計周期僅僅是閆博士喜歡HyperMesh的原因之一。   

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    “HyperMesh不僅使我們能夠更快地建立模型，在我所用過或所見過的所有CAE軟件中，HyperMesh所提供的模型質量是最好的。” 

                                                                                                                            閆雪東博士

                                                                                                                            CRC首席信息官                                                                                                           

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    解決方案

    目前，長客技術中心的CAE團隊已經增加到10位工程師，其中2位具有博士學位。他們大量使用CAE設計分析技術，包括靜態與模態分析、多體動力學仿真（MBD）、疲勞分析、耐撞性分析、流體分析（CFD）和NVH（噪聲、振動與舒適性）。他們用碳鋼、不銹鋼或鋁合金建立先進的鐵路客車模型，而這些客車上運用的許多先進的制造工藝技術則來自意大利、韓國、日本以及其他國家。

    現在，這個團隊面臨著巨大的設計挑戰，這些挑戰源自于客車對更高運行速度的需求，這些需求帶來了對CAE方法論 的改變。更快的速度對降低噪聲、氣動性能、耐撞性能和設計的其他方面提出了更高的要求，而設計上的所有這些問題都 必須采用CAE方法來嘗試解決。

    這個團隊正在用MBD分析來處理這一復雜問題。而且，為了在系統級層面上更有效地優化設計，工程師們已經接受OptiStruct技術的培訓，OptiStruct是HyperWorks平臺中一個強大的結構分析和優化工具。很快優化設計將成為他們設計 流程中的一個組成部分。 

    結論 

    長春軌道客車有限公司在吸引技術交流和與國外領先的軌道客車企業進行技術合作上取得了巨大的成功。它已經與龐巴迪(Bombardier)建立合資公司，并正在與法國阿爾斯通(Alstom)建立合作關系，共同設計時速為124MPH的列車電動車 組（EMU）。長客從其技術伙伴中購買了整輛車的設計，但它的目標是發展自身的完整設計能力并趕超這些領先的企業，與此同時設計和開發長客自主品牌的產品。

這方面長客也取得了很大的成功，其中的一個例子就是長客在與歐洲領先的軌道技術公司設計時速為186MPH的客車 時發生的。該型車需要設計超高精度的轉向架，它承載著車廂，在高速列車上這是一個極為復雜的結構，其設計誤差必須 非常小。

“建立轉向架模型是極具挑戰的，”閆博士提到，“由于其結構比較復雜，我們發現它需要很高技巧，而且需要標準化的流程來幫助建立高質量的設計。然而，正因為我們使用了HyperMesh，我們最終取得了成功?！?/p>

“開發任何一種高度復雜的轉向架零件，例如軸箱，都是極具挑戰性的。但是HyperMesh幫助我們對其進行有效的處理?！?/p>

“我們的產品質量能與全球領先的工業產品質量相匹敵?！遍Z博士說道，“CAE技術方面，我們始終在不斷地完善設計細節和工程管理。我們正在擴大對HyperWorks軟件的運用。我們的CAE專業技術應該很快就可以趕上任何國際先進的鐵路 工業生產商?！?nbsp;

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