FEA和CAD工具解决复杂的设计

吹笛者试验和测量（PT＆M）制造包括其自己的测量仪的发动机测试系统。PT＆M要求提供由液压测功机和水冷圆盘制动器组成的飞轮发电机的制动系统。通过这种制动系统，飞轮可以在不到10分钟的时间内达到静止。电动发电机定位在连接到容纳楼的建筑物地板的混凝土块上。

该ANSYS实体模型显示了飞轮结构上的Von Mises应力轮廓。

PT＆M联系了工程和咨询局IDAC，执行FEA来评估制动系统的支撑结构的设计。分析工作分为三个阶段。

第一阶段:进行了拓扑优化，确定了支撑架的初步设计。本工作采用ANSYS机械形状优化器完成。该软件将初始结构近似为一个大体积，然后在低应力的位置被“蚕食”，留下像素化的优化支撑结构。初始体积的包络被定义为定位支撑结构的底板和定义侧臂的位置。负载由静态负载(组件和平台的重量)和动态负载(测力计和盘式制动器施加的反力矩)组成。

阶段二:工程师在ANSYS Mechanical APDL中进行了设计优化。建立了梁壳单元的参数化模型。将梁和壳的尺寸和厚度分别定义为设计变量，以结构质量为目标函数。将钢支撑结构的固有频率定义为状态变量，以结构质量为目标函数，以保证钢支撑结构的固有频率避免混凝土基础块的临界共振频率。

经过优化设计，支撑结构、梁、板得到了优化。这些数据被转发给惠特克工程公司，支持结构制造商对设计进行了一些制造上的修改。作为回报，该公司向IDAC提供了该结构的Autodesk Inventor模型，以供进一步分析。

技术人员安装飞轮发电机。它由一个测力计和一个水冷盘式制动系统组成。

第三阶段：工程师使用ANSYS机械的发明人模型，用固体元素对梁和壳的固体模型滤网，然后重新分析它们以验证支撑结构的最终设计。

使用ANSYS机械来优化载体结构内的形状优化，为11吨制动组件提供了一种使用最小重量和空间的设计，同时提供可靠的设计和节省成本。分析结果也表明，避免了混凝土基坑的共振模式，同时实现了最大性能。

Ansys，Inc。
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Piper测试与测量
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IDAC
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