FARAONE利用Inspire打造特色铝型材

行业：建筑/建筑组件

挑战：开发玻璃栏杆的新型轻质铝型材，增加了刚度，缩短了设计时间，降低了生产成本

Altair 解决方案：在 solidThinking Inspire 一个软件中进行结构优化和验证。

优点：减重20％ ； 降低了生产成本 ； 缩短了开发周期

背景介绍

FARAONE SRL 是意大利建筑组件供应商，近期承接设计了一个新的全玻璃栏杆。该栏杆底部有一个特殊的铝型材，以保持玻璃结构的位置。 为了节省开发时间，材料和生产成本，并且还要提高铝型材刚度，在这些极具挑战性的目标下， Faraone 的开发工程师希望寻找到一种新的设计策略和特殊优化工具来帮助实现这些目标。他们通过使用 solidThinking Inspire 找到了这个解决方案。公司通过不断投入最先进的分析工具，技术研究和开发新型创新产品，加强其在市场上的领先地位。设计，在所有 Faraone 新产品中都发挥着重要作用，设计师和工程师们进行团队合作，为每个新产品寻找更优越的解决方案。

首席执行官 Flavio Faraone 说：“改变开发产品的方式有时是困难的，需要时间， 但总是给我们带来刺激，挑战自己。Altair 认真对待我们的挑战，我们共同努力， 建立了一个有利于整个 Faraone 团队的设计流程。” 他总结说，“我们与 Altair 一起工作使用 solidThinking Inspire 的经历是完全令人满意的，因为我们创造了 更好的产品，获得了更多的专业知识，还可以将环境因素考虑在内。”他总结道。

挑战

建筑组件，如栏杆的设计，可能具有挑战性。因为设计不仅要看起来不错，还要符合安全要求和标准。此外，所有设计都必须在最短的时间内开发。为了应对这些挑战，Faraone 的工程师，架构师和设计师一直在寻找可以减少设计和测 试周期的解决方案。

“改变开发产品的方式有时是困难的，需要时间，但总是给我们带来刺激，挑战自己。Altair 认真对待我们的挑战，我们共同努力，建立了一个有利于整个 Faraone 团队的设计流程。”Flavio Faraone，CEO Faraone srl.

解决方案

Faraone 公司结构工程主管 Gabriele Romagnoli 负责产品开发和测试。在一个典型的开发过程中，Romagnoli 和他的团队要从设计团队和建筑师处获得初步的设计方案。在设计草图进行评估之后，该部件的工程开发必须集中在厚度，材质等方面，保持原有形状尽可能接近原始草图。在 Faraone 最近的项目中，工程师选择了一条新的发展道路。这一 次，工程团队从零开始，使用仿真和优化来驱动设计。他们首先创建了一个简单的铝型材截面，并使用它在 solidThinking Inspire®中执行拓扑优化。

优化结果启发了最终设计，设计团队基于优化结果进行完善，最后在 solidThinking Inspire®中验证。 典型的优化过程遵循以下步骤：在 Inspire 中创建设计空间，并施加负载和边界条件。根据输入的负载和边界条 件，Inspire 优化工具提出最优结构。

该设计方案提供了轻量化和结构效率的最佳组合。随后，该部件被快速精整以定义最终形状，然后再用 Inspire 进行分析，以验证其结构性能。 由于安全性在建筑结构中至关重要，因此在优化结构时，工程师通常会采用额外的安全系数。在这种情况下，Romagnoli 的负载增加了 1.5 倍。这意味着在某些情况下，工程师在每延米上施加的负载为为 300 - 450 kg。

从静态分析开始，进行屈曲分析，以检查铝型材是否可能遭受局部屈曲。铝型材的设计验证考虑了挠度，应力和屈曲。由于这些标准，所有产品都必须进行物理测试以确认仿真结果。使用 HyperWorks 和 Inspire，Faraone 的工程团队可以在内部处理所有仿真，除了提供可靠的结果外，工程师在获得可测试产品的速度上比以前快得多。                              

优化过程第一步：构建材料为铝 型材截面，作为设计空间

优化过程第二步：对铝型材截面 进行拓扑优化

优化过程第三步：验证优化结果

结论

solidThinking Inspire 不仅有助于节省时间并减轻体重和材料：与市场上其他解决方案相比，拥有更多优势，比如可以快速学习。“我发现 Inspire 是一个非常快速的学习工具，这是非常易于使用的，因为它的界面是如此友好。Inspire 的好处是，哪怕是不熟悉优化和仿真的设计师，土木工程师和建筑师，都可以使用它。我选择了 Inspire，因为它界面非常友好，并且它的分析结果非常准确，”Gabriele Romagnoli 说。

Inspire 有助于将型材的重量减少大约 20％，由于项目使用的材料是铝，很明显获得了成本降低。在优化之前， 每延米的重量约 7 公斤，Faraone 可以从中节省约 1.5 公斤。即使只计算物料节省，Faraone 在这个项目中省下的成本就已经足够购买 Inspire 了。 Romagnoli 证实：“我会说对 Inspire 的投资回报率是非常出色的，我们对结果非常满意， 我可以比较 Inspire 提供的各种各样的结果，我可以自己解决几乎任何仿真任务，而且所有工作都在一个软件中，让我更容易处理每个分析任务”。

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