新的铝制电动多功能运输车具有多种环保优势：重量减半，焊缝减少 60%

 业务挑战
-冶炼厂需要一队铝制电动车
-车辆需要 1,000 磅的承载能力
-6 个月到 1 年的开发时间

成功关键
-将 SolidWorks 几何体导入 NX CAE 的能力
-快速 FEA 预处理
-快速的设计—分析迭代

结果
-在 6 个月内完成首个样机
-重量减轻使电池充一次电可以运行更长时间
-焊缝数量减少 60% 意味着生产成本降低
-1,500 磅的承载能力超出了原始需求赢得创新大奖
-赢得创新大奖

行业
汽车及交通运输

客户主要业务
Services Précicad, Inc. 提供工业设计、机械设计和数值仿真服务。

解决方案/服务
-NX
-NX CAE
-NX Nastran

客户位置
魁北克市, 魁北克省
加拿大魁北克省

"NX CAE 的速度极快，我们在同一天内可以进行大量迭代。"
Stephane Arsenault

FEA 部门主管

Précicad

"导入 SolidWorks 数据不存在问题，在 NX CAE 中执行 FEA 预处理工作的速度也非常快。"
Stephane Arsenault

FEA 部门主管

Précicad

炼铝厂需要铝制多功能车
Services Précicad Inc. (Précicad) 拥有一个 多专业工程师、工业设计师、技术人员和绘图师团队，提供产品开发咨询服务，并侧重于工业设计、机械设计和有限元分析 (FEA)。客户包括 Cirque de Soleil、Garant、RioTinto Alcan、SigmaDek、Volvo Buses 和 GE Hydro。 (FEA)

Précicad 的另一家客户是 Aluminerie Alouette，这是一家位于加拿大的炼铝厂，向 Précicad 提出了一个有趣的要求。冶炼过程涉及向氧化铝粉注入直流电 (DC)。电流产生强大的静磁场，以至于普通内燃机无法在冶炼厂的某些区域中运行。Aluminerie Alouette 在这些区域使用电动车运输人员和设备。但是，不久以前这些车辆还是钢制的，而生产铝材的 Aluminerie Alouette 认为采用铝制电动车辆会更好。除展示 Aluminerie Alouette 的产品之外，他们还可以设计更易于回收的车辆，这是作为一家关注环境问题的公司的重要考虑因素。

Précicad 面临的挑战是设计和制造一小队电动多功能车，并且车体和框架采用铝制而不是钢制。Aluminerie Alouette 要求 1,000 磅的承载能力。在期限方面，该冶炼厂正处于需要更换现有车辆的阶段，因此 Précicad 同意在六个月到一年内构建出有效的模型。



集成式设计和分析
Précicad 拥有大量计算机辅助设计 (CAD) 解决方案。对于此项目的建模工作，该公司决定使用来自 Dassault Systèmes Solidworks Corporation 的 SolidWorks® 软 件。由于有限元分析 (FEA) 对于开发车辆至关重要，因此来自 Siemens PLM Software 的 NX™软件在此项目中也发挥了重要作用，尤其是用于 FEA 的 NX CAE、 NX Nastran® 和 NX Thermal 软件。Précicad “NX CAE 的速度极快， 我们在同一天内可以进行 大量迭代。” Stephane Arsenault Précicad 的 FEA 部门主管使用这些解决方案已有近十年历史， 由 Siemens PLM Software 经销商 MAYA Simulation 提供支持，该经销商提供专门培训、持续的应用程序和技术支持、灵活的商业条款等等。

与 Aluminerie Alouette 会面并确认他们了解车辆的所有要求后，Précicad 工程师使用 SolidWorks 对车辆几何体进行建模。然后，他们将 SolidWorks 装配体模型导入 NX CAE，在此简化几何体、创建有限元网格、应用载荷和指定边界条件。“导入 SolidWorks 数据不存在问题，在 NX CAE 中执行 FEA 预处理工作的速度也非常快，”Précicad 的 FEA 部门主管 Stephane Arsenault 表示， “分析小型组件需要几天时间，而分析整个装配体大约需要一周时间。”



工程师们评估的一些载荷工况包括重力、制动、转向和加速。工程师们执行了一个迭代过程，在设计和分析之间来回往返，利用分析结果来优化设计。“NX CAE 的速度极快，我们在一天内可以进行大量迭代，例如评估不同的材料厚度，”Arsenault 解释道。工程师们通常不必返回 SolidWorks，而是使用 NX 同步建模技术进行几何体修改，直接处理 NX 分析模型。“这为我们节省了大量时间，”Arsenault 表示， “用户界面很友好，并且修改几何体也比几年前简便得多。”

Précicad 在此项目中还使用了 NX Thermal 分析软件，使用该应用程序研究让车辆电池在寒冷天气中更有效工作的方法。

优化以减少重量和降低生产成本
通过在此项目中使用 NX，Précicad 按时构建了多功能车，并且超出预定要求。Précicad 在 6 个月内准备好了向客户展 示的有效样机。他们构建的车辆符合其 1,000 磅的承载能力要求（在当前的设计中，承载能力增加到 1,500 磅）。该车辆的重量仅有 1,500 磅，相当于该客户的钢架车辆的一半重量。Précicad 通过更改材料和使用 NX CAE 实现的减重为客户带来了回报， 使电池在重新充电之前可以运行更长时间。

通过 NX CAE 实现的另一项设计改进是大幅降低生产成本。“我们的原始结构主要采用焊接，但这产生了很高的成本，”Précicad 的设计和建模部门主管 Stephan Lachevrotière 表示， “借助于 FEA，我们自行设计挤压成形，从而减少了 60% 的焊缝数量。”



通过减少焊缝和增加机械连接，该车辆 （称为 Kargo）可以轻松拆解以进行回收。实际上，Précicad 在用户手册中介绍了当使用寿命结束时，可以如何利用该车辆的各个零件。

专用车辆与运输设备制造商协会授予 Précicad 大奖，以表彰他们在 Kargo 项目中的创新。Précicad 决定继续生产该车辆，并使其适用于其他工业应用。Kargo 提供四种配置： 基本型号、侧卸型号、倾卸台型号和密封货箱型号。