業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)
-從零開始建造一輛汽車
-使汽車開發(fā)過程中的所有決定合理化
-讓車隊(duì)成員親自參與工程設(shè)計(jì)

成功關(guān)鍵
-將課堂學(xué)習(xí)和體驗(yàn)學(xué)習(xí)合二為一
-充分發(fā)揮精誠合作、無私奉獻(xiàn)和有效溝通的巨大力量
-掌握新技術(shù)

結(jié)果
-扭轉(zhuǎn)仿真的準(zhǔn)確度提高了近兩倍
-熟練掌握了 Femap
-在處理復(fù)合材料方面積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)

行業(yè)
-教育事業(yè)
-汽車及交通運(yùn)輸

客戶主要業(yè)務(wù)
羅徹斯特理工學(xué)院成立于1829年，是一所由私人捐贈(zèng)修建的男女合校大學(xué)，下設(shè)九個(gè)學(xué)院，非常強(qiáng)調(diào)職業(yè)教育和經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)。羅徹斯特理工學(xué)院Formula SAE賽車隊(duì)的宗旨是設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造、測試世界上最精良的Formula SAE賽車，將其投入比賽并大力推廣。

解決方案/服務(wù)
-Femap

客戶位置
羅徹斯特, 紐約州
美國

"Femap 非常適合處理復(fù)合材料，比其它程序具有更好的變更實(shí)施功能。有了 Femap 之后，我們的復(fù)合材料分析水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了以前 – Femap 為我們打開了新的大門。"
Tim Moran

首席底盤設(shè)計(jì)師

羅徹斯特理工學(xué)院賽車隊(duì)

"該車隊(duì)的工程師很快就掌握了 Femap。Femap 比我們以前使用的 FEA 程序要好用得多，這兩個(gè)程序之間的差別就像白天與黑夜一樣明顯。"
Brian Guenther

項(xiàng)目經(jīng)理

羅徹斯特理工學(xué)院賽車隊(duì)

"用 Femap 對(duì)汽車進(jìn)行抗扭剛度測試的結(jié)果只比實(shí)際低7%，而用以前的軟件測試的結(jié)果卻比實(shí)際低20%左右。實(shí)踐證明，F(xiàn)emap 的準(zhǔn)確度是以前軟件的三倍左右，能讓我們更好地了解如何讓汽車做好參賽的準(zhǔn)備。"
Tyler Peterson

首席工程師

羅徹斯特理工學(xué)院賽車隊(duì) 



從零開始建造
Formula SAE® 競賽是由 SAE 國際（前身為“美國汽車工程師協(xié)會(huì)”）組織的一項(xiàng)學(xué)生設(shè)計(jì)競賽。Formula SAE 競賽是基于這樣一個(gè)假設(shè)，即一家虛擬的制造企業(yè)簽約雇用了一個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來開發(fā)一款小型方程式賽車，并且將評(píng)估賽車原型的可制造性。賽車的目標(biāo)銷售對(duì)象是非職業(yè)周末汽車越野賽車手。 每個(gè)學(xué)生團(tuán)隊(duì)都按照一系列規(guī)則設(shè)計(jì)、建造和測試一個(gè)原型。這些規(guī)則主要規(guī)定最低安全要求，讓各個(gè)團(tuán)隊(duì)從零開始，自由發(fā)揮各自的創(chuàng)新和設(shè)計(jì)靈感，從而發(fā)掘聰明的解決問題辦法。

Formula SAE 涵蓋了汽車行業(yè)的各個(gè)方面（包括研究、設(shè)計(jì)、制造、測試、開發(fā)、市場營銷、管理和財(cái)務(wù)），從而推動(dòng)了學(xué)生在工程領(lǐng)域的職業(yè)發(fā)展，提高了工程卓越性。此外，F(xiàn)ormula SAE 還讓學(xué)生走出教室，在實(shí)際工作中運(yùn)用從課本上學(xué)到的各種理論。

羅徹斯特理工學(xué)院（RIT）長期以來一直積極參與 Formula SAE 賽事，截止2013年先后共派出21輛車參賽。這只來自紐約西部的賽車隊(duì)每年都會(huì)從零開始建造一輛汽車，只外購發(fā)動(dòng)機(jī)組、輪胎和散裝材料（bulk materials）。整輛汽車全部由學(xué)生自己設(shè)計(jì)、建造和組裝。

改用 Femap
該團(tuán)隊(duì)2013年賽季使用的工具箱中最受歡迎的新解決方案莫過于產(chǎn)品生命周期管理（(PLM)）專家 Siemens PLM Software 公司提供的 Femap™ 軟件。Femap是一款先進(jìn)的工程仿真軟件，可以為復(fù)雜的工程產(chǎn)品和系統(tǒng)創(chuàng)建有限元分析（(FEA) ）模型，并顯示解算結(jié)果。Femap 可以對(duì)部件、裝配或系統(tǒng)進(jìn)行虛擬建模，判斷特定操作環(huán)境的行為反應(yīng)。

Siemens PLM Software 通過自己的以培養(yǎng)下一代設(shè)計(jì)師和工程師為宗旨的教學(xué)計(jì)劃向羅徹斯特理工學(xué)院捐贈(zèng)了 Femap 軟件。

羅徹斯特理工學(xué)院工程專業(yè)的學(xué)生一般都參與一項(xiàng)“五年合作計(jì)劃”，學(xué)習(xí)四年，工作一年。擔(dān)任2013年賽車隊(duì)首席工程師的 Tyler Peterson 在 SpaceX 執(zhí)行一項(xiàng)合作任務(wù)時(shí)接觸到了 Femap，并且留下了很深刻的印象，返回學(xué)校之后他建議把賽車隊(duì)的 FEA 軟件換成 Siemens PLM Software 公司的解決方案。

Peterson 是加州圣地亞哥本地人，于2013年春季畢業(yè)，獲得了機(jī)械工程學(xué)士學(xué)位。他表示：“Femap 比我們以前使用的 FEA 軟件要準(zhǔn)確得多。用 Femap 對(duì)汽車進(jìn)行抗扭剛度測試的結(jié)果只比實(shí)際低7%，而用以前的軟件測試的結(jié)果卻比實(shí)際低20%左右。實(shí)踐證明，F(xiàn)emap 的準(zhǔn)確度是以前軟件的三倍左右，能讓我們更好地了解如何讓汽車做好參賽的準(zhǔn)備。

“此外，F(xiàn)emap 的易用性也比我們以前使用的工具強(qiáng)很多。Femap 的功能非常強(qiáng)大，你可以快速移動(dòng)對(duì)象，嘗試不同的情景，確定最好的一個(gè)。界面功能非常強(qiáng)大、靈活，你可以用20種不同的方法來排列對(duì)象，因此你不必一條路走到黑。你可以按最適合你的方式組織界面，以你自己的方式思考問題。”

將理論付諸實(shí)踐
根據(jù)羅徹斯特理工學(xué)院賽車隊(duì)的使命宣言，“羅徹斯特理工學(xué)院 Formula SAE 賽車隊(duì)的宗旨是設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造、測試世界上最精良的 Formula SAE 賽車，將其投入比賽并大力推廣。我們將努力成為最專業(yè)、最受尊重和最有聲望的 SAE 車隊(duì)。我們將提供一個(gè)建設(shè)性的學(xué)習(xí)環(huán)境，為車隊(duì)新成員提供親自參與最佳工程設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，使他們得到提升。通過我們?cè)谲囬g和賽道上對(duì)質(zhì)量的嚴(yán)格把關(guān)，我們會(huì)不斷提高自己和比賽成績。通過精誠合作、無私奉獻(xiàn)和有效溝通，我們一定會(huì)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。”

羅徹斯特理工學(xué)院賽車隊(duì)每年參加三次比賽。他們的賽季從在密歇根舉行的原汁原味同時(shí)又是規(guī)模最大的 Formula SAE 比賽開始。此外，該車隊(duì)還盡量每年參加一次國際比賽，與擁有不同技能的團(tuán)隊(duì)比賽，向世界展示自己的實(shí)力。

Formula SAE 比賽由7項(xiàng)賽事組成，總分為1000分，其中22千米耐力測試為300分，工程設(shè)計(jì)測試為150分。在工程設(shè)計(jì)比賽中，每個(gè)團(tuán)隊(duì)都要向來自汽車、賽車運(yùn)動(dòng)和航空航天領(lǐng)域的專家組成的裁判團(tuán)解釋自己的設(shè)計(jì)決定，并進(jìn)行辯護(hù)。

Peterson 表示：“SAE 比賽的真正價(jià)值在于，它允許我們將課堂上學(xué)到的東西付諸實(shí)踐。通過結(jié)合理論與這種親身體驗(yàn)，有助于培養(yǎng)年輕工程師，讓他們一走出學(xué)校就能熟練開展工作，不必再花一兩年時(shí)間來學(xué)習(xí)。”

易用性及其它很多優(yōu)點(diǎn)
羅徹斯特理工學(xué)院賽車隊(duì)項(xiàng)目經(jīng)理來自羅徹斯特，是一位在機(jī)械工程領(lǐng)域有五年工作經(jīng)驗(yàn)的資深工程師。他表示：“該車隊(duì)的工程師很快就掌握了 Femap。Femap 比我們以前使用的 FEA 程序要好用得多，這兩個(gè)程序之間的差別就像白天與黑夜一樣明顯。”

“有了 Femap 之后，我們很快就可以完成分析設(shè)置，比我們以前使用的程序要快得多，也更準(zhǔn)確。用戶界面很好用，我們經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)使分析設(shè)置變得更快、更容易的新的、有用的工具。”

Tim Moran 畢業(yè)于賓夕法尼亞州伊利大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)，是一位資深設(shè)計(jì)師，擔(dān)任該車隊(duì)的首席底盤設(shè)計(jì)師。Tim 接觸 Femap的時(shí)間相對(duì)較晚，F(xiàn)emap 有一項(xiàng)功能令他特別著迷。他表示：“利用 Femap 中的‘撤銷’按鈕，你就有足夠的信心嘗試新東西，因?yàn)槟阒涝趪L試過程中不會(huì)丟失已經(jīng)完成的工作。

Peterson 表示：“Femap 的很多其它功能也非常出色，你可以用它來導(dǎo)入并無縫集成幾何圖形。此外，F(xiàn)emap 還有很多后處理工具。比如，F(xiàn)emap 提供了很多不同的數(shù)據(jù)顯示方法，你可以為特定目的盡量有效地顯示數(shù)據(jù)，因此這一點(diǎn)非常重要。”

充分利用復(fù)合材料
在過去幾年中，羅徹斯特理工學(xué)將復(fù)合材料的應(yīng)用擴(kuò)大到了整輛汽車。Femap 在這一過程中起到了至關(guān)重要的作用，因?yàn)樗试S車隊(duì)分析復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)。車隊(duì)用 Femap 來分析汽車上的每個(gè)碳纖維零件以及幾個(gè)其它裝配，包括整個(gè)底盤、底盤支撐、轉(zhuǎn)向支撐、引擎支架、進(jìn)氣增壓室、懸掛臂、儀表板下方雜物盒、驅(qū)動(dòng)軸和轉(zhuǎn)向軸。底盤每年都設(shè)計(jì)，用單體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)扭轉(zhuǎn)剛度，盡量減輕重量，增強(qiáng)人因工程效應(yīng)。

Moran 表示：“Femap 非常適合處理復(fù)合材料，比其它程序具有更好的變更實(shí)施功能。有了 Femap 之后，我們的復(fù)合材料分析水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了以前 – Femap 為我們打開了新的大門。”

“比如，當(dāng)我們想要分析底盤時(shí)，我們能夠?qū)?3個(gè)不同疊合計(jì)劃的屬性分組，能夠?qū)⒋罅坎煌瑔卧胍粋€(gè)分析中，能夠同時(shí)對(duì)所有其它部件進(jìn)行建模，比如同時(shí)對(duì)懸架模型的管子（suspension model tube）和模型的其它組成部分進(jìn)行建模。因此，我們對(duì)整臺(tái)汽車的了解要比以前全面、深入得多”。

與被替代的其它零件相比，這些新的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件剛度更高，重量更輕。此外，使用復(fù)合材料零件還為羅徹斯特理工學(xué)院提供了更多的包裝和機(jī)械設(shè)計(jì)選擇。由于不受傳統(tǒng)金屬零件加工操作的限制，因此該車隊(duì)能夠非常靈活地處理自己設(shè)計(jì)的零件。

Guenther 表示：“很容易將橫梁模型合并到分析中，我非常喜歡這一點(diǎn)。用金屬零件創(chuàng)建橫梁模型后，就可以輕易將其添加到復(fù)合材料分析中。我們已經(jīng)將緊固件、管結(jié)構(gòu)等零件添加到汽車裝配分析中。通過使用Femap，我們可以準(zhǔn)確地通過以橫梁形式建模的懸掛件施加載荷。我們可以輕易從結(jié)果中分取出反應(yīng)和偏轉(zhuǎn)，然后將其合并到正在處理的其它分析中。”

Peterson 表示：“Femap 在處理復(fù)合材料分析方面具有很大的優(yōu)勢(shì)，我們可以快速、輕易變更疊合計(jì)劃和定向，因此無須進(jìn)行大量工作也能看到結(jié)果。”

Moran 補(bǔ)充道：“后處理器很好用，你可以滾動(dòng)每一層，讓你明察秋毫，發(fā)現(xiàn)重大風(fēng)險(xiǎn)，并且知道如何糾正造成問題的單層板的方向。”

這三個(gè)人都希望能夠在畢業(yè)后的第一份工作中繼續(xù)使用 Femap。