項目介紹 

      美國鐵路機車工業公司（American Railcar Industries），總部設在密蘇里州圣查爾斯，主要從事設計制造商業軌道車，生產車輪以上的所有部件。客戶使用該公司生產的車廂運輸各種液體和固體原材料，包括石油、煤炭、水泥、沙子、谷物和其他物質。他們的設計包括貨車車廂、吊船和料斗等。 

挑戰 

      該公司在設計其“國內最強”汽車時必須牢記其運輸材料的特殊性。例如，氯具有很強的腐蝕性，且受聯邦和各州的法規限制。所以裝載它的車廂設計必須非常穩定。與此同時，軌道車必須是具有成本競爭力，因此該公司旨在開發制造成本最低的設計，以提供高性價比。“如果我們能拿出最低的成本和最高效的結構，我們就有一個高效的設計”，美國軌道車輛結構工程師Spencer Ashie-Winns解釋說，“因為導軌限制車輛不能超過22萬磅。如果我們的車廂結構重量為100,000磅，那么客戶可以運輸120,000磅商品。如果競爭對手可以開發75,000磅的車，那么客戶就可以拖拉145,000磅商品。因此，客戶正在尋找底線，這推動了創新，所以只有用極具競爭力的成本開發最好的產品”。Ashie-Winns和他的工程團隊已經利用有限元分析軟件多年，但該軟件的局限性已經開始減緩他們的創新流程。

                   

            

      例如，他們為不同類型的車保持基本車型，而不同的用戶要求根據他們運輸的特定貨物而定制車輛。因此，工程師必須在不同的負載情況下重新運行模型。“用以前的軟件，我們不得不做全局修改，相當于回到起點，刪除網格，然后重新劃分網格，并且要特別注意網格節點的連接關系。”Ashie-Winns說，“如果有多處變化，這將是非常繁瑣的事情。另外，如果試圖旋轉模型，那簡直就是一場噩夢。”此外，該公司將做越來越多涉及結構動力學的項目。在過去，已簽約的項目就已經涉及到結構動力學了，使用以前的軟件做研究，如果包括動態分析，他們將面臨昂貴的購買計劃，但HyperWorks不需要購買任何額外的軟件。最終，他們現有軟件與生俱來的問題越積越多，“我們花費了很多時間去修改”，Ashie-Winns回憶說，“我意識到必須得做些什么了”。 

      “HyperWorks已經改變了我們的設計方式，現在我們毫不猶豫地嘗試不同的選擇，因為修改網格非常方便。”Spencer Ashie-Winns 結構工程經理 美國鐵路機車工業公司 

解決方案 

      在加入美國鐵路機車工業公司之前，Ashie-Winns所在的公司使用HyperMesh——Altair HyperWorks系列CAE軟件的前處理模塊。“在我以前的公司, 我有機會選擇IDEAS或者HyperMesh來做前處理，我堅持使用HyperMesh，因為它非常容易使用。”Ashie-Winns說。在美國鐵路機車工業公司，Altair給我們做了一些演示，我意識到它是如此先進，甚至比我想象的更好。它解決了我們的需求。”

 

      使用HyperMesh以后,當工程師需要改變車的幾何時，網格很快得到更新，無需刪除網格再重新劃分。此外, Ashie-Winns可以使用同樣的HyperWorks點數來運行HyperWorks其他模塊或者Altair合作聯盟中的任何一款軟件。“如果我需要做一個流體力學分析，”他說，“我不需要購買任何軟件——只需要從我的HyperWorks軟件中選擇相應的模塊就可以了。”

 

結論 

      “HyperWorks已經改變了我們的設計方式。”Ashie-Winns說，“現在我們毫不猶豫地嘗試不同的想法。過去因為重新設計難度大以及只有兩到三個選擇，我們放棄了很多好的想法。HyperWorks的優勢是沒有限制我們最初的設計想法。 

      如果我們想嘗試15次迭代，我們將毫不猶豫，因為HyperMesh中修改網格很容易。 

      他注意到HyperMesh中更加強大的圖形和顯示，使他的團隊可以在不消耗大量資源的情況下旋轉非常大的模型，這將非常節省時間，也就是節省成本。 

      美國鐵路機車工業公司也使用MotionSolve來進行機械動力學分析 。因為工程師可以使用已有的HyperWorks軟件進行分析，他們不再需要聯系其他有合適軟件的工程師來做這個分析。 

      “我們是一個全方位的工程團隊，”Ashie-Winns表示，“我們不會將自己限制在靜態和疲勞分析，因為我們知道我們現在有做任何分析的工具，這使我們非常自信。” 

      現在，美國軌道車正在考慮使用HyperCrash開發模型，當列車遇到沖擊時準確地表明各類貨物的行為。“過去，大多數的動態分析是通過試驗進行的。現在通過HyperCrash進行動態分析可以模擬真實環境下的試驗。” 

      “HyperWorks軟件的能力是在其他其他軟件基礎上的又一次提升。”Ashie-Winns說，“HyperWorks的許可證模式允許選擇我們所需要的軟件模塊，真正滿足了我們的需求。”