在2015年夏天，SpaceX的埃隆馬斯克（Elon Musk）啟動了超級環(huán)（Hyperloop）設計大賽，進一步加快了Hyperloop項目的進度。瑞爾森大學的碩士生Graeme Klim聽說了這個比賽，基于他以前對于飛機著陸系統(tǒng)的設計經(jīng)驗，他立刻對這個比賽感興趣起來。 Graeme與其他同行迅速聯(lián)系，并組成了Ryerson國際超級環(huán)設計團隊（RIHT）。 Graeme指出：“比賽要求提交一個完整的車艙或子系統(tǒng)。由于我們團隊的規(guī)模和先前的專業(yè)知識，我們想做出重大貢獻，因此我們將重點放在與飛機起落架相似的低速和緊急子系統(tǒng)上。我們稱之為Hyperloop可部署車輪系統(tǒng)。

    到2015年9月，該團隊完成初步設計概念并提交給比賽的第一輪淘汰賽。這一環(huán)節(jié)中，參賽團隊從幾千個迅速縮小到幾百。隨后，該團隊又提交了另一個淘汰賽的設計報告，這一次參數(shù)團隊數(shù)量縮小到125個。來自20個不同國家和多個不同省份的125個團隊被邀請參加2016年1月的“Hyperloop設計周末”活動。在此次活動中，RIHT團隊將其概念介紹給評委會。 Graeme提到，“我們的團隊在這次活動中幸運地贏得了車輪系統(tǒng)的子系統(tǒng)創(chuàng)新獎。” 

在獲得子系統(tǒng)創(chuàng)新獎后，該團隊非常興奮地啟動其車輪系統(tǒng)的開發(fā)進程，并迅速開始與贊助商聯(lián)系。在與贊助商會談時，團隊發(fā)現(xiàn)可以通過優(yōu)化工具在設計中獲得益處。正在這時，團隊發(fā)現(xiàn)了solidThinking Inspire。Graeme提到，“當我們發(fā)現(xiàn)了Inspire之后，solidThinking團隊派出了一位專家給我們培訓并幫助我們進行設計。此時我也已經(jīng)在思考，搭載我們電機馬達的支架該如何設計。同時，我也在與專門從事金屬增材制造的Burloak Technologies公司進行洽談。該團隊同意成為我們生產(chǎn)新優(yōu)化支架的贊助商。你可以看到我們的支架最終設計造型是非常有機和獨特的。這非常適合用增材制造技術生產(chǎn)。”

原始支架設計              最終部署車輪子系統(tǒng)設計 

 在solidThinking Inspire中施加載荷和工況

在Inspire中獲得的拓撲優(yōu)化結果

 基于拓撲優(yōu)化結果獲得的全新設計

使用增材制造技術獲得的新支架

經(jīng)過短暫的培訓，團隊很快適應了在真實的設計環(huán)境中使用Inspire。“Inspire團隊的技術支持非常棒，并且在線教程對我們的團隊非常有用。這些使我們能夠快速學習，并且在使用軟件時更加舒適，”Graeme說道。團隊的第一步是從CAD系統(tǒng)將初始幾何體導入Inspire。接下來，該團隊利用Inspire的內置分析工具來確認初始設計的穩(wěn)健性。從中可以看出支架有很多過度設計，是有很大的優(yōu)化潛力的。

隨后，Graeme和團隊使用Inspire將一些負載和約束施加到零件上，并分配哪一部分是要進行優(yōu)化的設計空間。設置完成后，團隊進行了首次優(yōu)化。“我們在Inspire中進行了多次不同的迭代，并測試了很多場景。這些包括許多不同的負載情況，較大的設計空間和不同的優(yōu)化目標。總而言之，我會說我們運行了大約4-5個不同的迭代，但最終能夠根據(jù)一些不同的因素來確定最佳設計。”Graeme說。一旦確定了最終優(yōu)化，該團隊使用Inspire的PolyNURBS工具快速輕松地將形狀快速構建為實體幾何，正如Graeme所說，“對于增材制造來說是非常友好的設計”。

最后，該團隊運行了一些不同的有限元分析，對新設計進行測試，以驗證其在所有使用場景中的表現(xiàn)。 Graeme指出，“使用Inspire設計非常快，我會說，這部分的整個設計周期只花了大約一個星期的時間。 Inspire中的PolyNURBS工具對我們來說非常有用，他們讓我們快速對優(yōu)化后的結果進行設計，并快速進入到增材制造階段。”