全球2019冠狀病毒疾病大流行以前所未有的方式擾亂了我們的生活。對于許多工程師來說，他們的工作受到了重大影響，包括經濟限制、制造需求減少以及公司范圍內的遠程工作。這導致整個航空行業都出現了新的“預算緊縮”，影響了結構設計和分析工程，這部分是航空公司研發支出的一大出處。

Airframe Designs Ltd是一家工程服務提供商，總部位于英國布萊克浦機場企業區，擁有包括飛機、旋翼機和許多類型的內部結構在內的平臺和產品。核心業務是航空安全、飛行結構變更和維修認證。從歷史上看，由于英國和全球都缺乏經驗豐富的航空航天壓力工程師，對他們的技能的需求一直很高。

技術已成為飛機工程的重要組成部分，并帶來了結構設計的重新演變。如今，概念級CAD和相關有限元模型（FEM）是研發工作的第一步。就像紙牌屋一樣，任何低于這個標準的都是不可能的，如果有限元分析是錯誤的，那么它就全錯了。但是，當進度壓力導致設計和分析縮短其時間線，并需要幾乎并行完成進度安排時，會發生什么呢？Airframe Designs Ltd決定使用MSC Apex來完成這項工作。

圖: Airframe Designs Ltd 負責許多商業項目， 如私人飛機上的VIP廚房升級。

全球疫情及其對航空航天行業的影響，要求Airframe Designs Ltd重新思考其許多現有的流程和研發方法，以節省成本，同時改進其整體分析服務。有一個這樣的機會出現在波音737新型儲物艙設計的建造過程中，該設計由輕質金屬和復合材料子結構組成。

一種有效的有限元分析策略的應用不僅需要開發新的設計，而且需要產生對虛擬環境中結構行為的詳細理解。Airframe Design的工程師們需要重新設計、壓力測試、分析和制造——所有這些工作幾乎都是并行的，以便能夠盡快交付藍圖。除此之外，在調整疫情造成的損失的同時，有必要向客戶提供從早期概念到最終設計的高價值反饋，以贏得客戶忠誠度，MSC Apex能夠迎接挑戰，為Airframe Design 工程師提供快速的結構分析結果，從而滿足客戶的需求。

在對產品進行了一些初步培訓后，Airframe Design的工程團隊使用MSC Apex 進行了飛機部件設計的模型構建和分析。CAD和網格之間的關聯，以及MSC Apex 的模型驗證工具，保證MSC Nastran首次運行計算成功，意味著可以快速進行設計更改，而無需為每次設計更改重新建立仿真模型。

圖：波音737儲物艙概念CAD設計，由 Airframe Designs Ltd 通過MSC Apex可視化。

“隨著設計的發展，傳統FEA軟件中開發的模型可能難以適應或重新建模 ，在 Apex 中，您只需修改底層CAD，仿真模型就會自動更新?！?Bill Thorne，Airframe Designs Ltd首席有限元工程師說。其他功能，如“分析準備”，確保裝配體在構建過程中得到驗證，模型已準備好使用MSC Nastran進行完整裝配體驗證。CAE專有的專利技術和Python工具允許多個構建方面的自動化，包括幾何修改、網格控制和緊固件連接。因此， 波音737儲物艙的重新設計可以按時、按預算完成， 所有結構分析均按照適航標準和要求進行。

圖: Airframe Designs Ltd 的測試結果

在此之前，使用其他傳統有限元分析軟件非常耗時，需要Airframe Designs Ltd的工程師有更多的學習使用經驗。MSC Apex有限元模型構建由工程師在最少的產品接觸和培訓下完成，他們能夠比之前學習的任何其他工具更快地構建MSC Nastran模型。相比之下，與之前使用的其他三種傳統工具（Patran、Altair HyperMesh和Simcenter FEMAP）相比，該工具的FEA模型構建和分析速度要快得多?！?MSC Apex模型構建時間不到3天，而使用傳統工具大約需要8天或更長時間?！?—Steffan Evans博士，Evotech CAE有限公司首席有限元分析工程師，簽約于Airframe Designs Ltd就儲物艙有限元分析模型的建立而言，MSC Apex具有優勢的主要技術有：

1.CAE特定的“直接建模”，允許以傳統工具集前所未有的方式進行強大的幾何編輯、理想化和網格控制。

2.“衍生式模型更新”，其中對基礎CAD定義的任何更改都會導致上游模型更改（例如網格、屬性和加載）自動更新。

3.Python定制工具，允許多個構建方面的自動化，包括直接從源幾何體生成中間表面/復合材料鋪層，以及緊固件連接。

4.使用嵌入式 Apex 求解器進行“分析準備”，以確保在構建期間進行特定組件的驗證，并進行完整裝配體的驗證，以確保完整裝配體使用外部MSC Nastran分析時，第一次運行成功。

那么，工程團隊用節省下來的額外時間做了什么呢? 使用MSC Apex獲得的這些效率轉化為更多的時間來優化實際的飛機內艙產品。在模型設計上具有靈活性，能夠及時滿足客戶的要求，從客戶那里得到的反饋有助于改進飛機客艙各部件的整體設計。