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利用物联网技术优化高速双体船设计

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技术
  • 应用基础设施与中间件 - 事件驱动型应用
  • 传感器 - 液位传感器
适用行业
  • 航天
  • 海洋与航运
适用功能
  • 产品研发
用例
  • 楼宇自动化与控制
  • 智慧城市供水管理
关于客户
École de Technologie Supérieure (ÉTS) 成立于 1974 年,是魁北克大学网络的一部分,也是加拿大最大的工程学院之一。它位于蒙特利尔市中心,拥有 7000 多名学生,学习多个项目,涵盖行业的所有主要部分。 Rafale 团队是 ÉTS 内的一个团队,由航空航天工程师、教职员工和学生组成。他们接受了雄心勃勃的挑战,设计、建造了一艘 C 级双体船并参加“小美洲杯”比赛。该团队于 2014 年 12 月开始建造这艘双体船,并于 2015 年 7 月中旬完成建造阶段。
挑战
高等理工学院 (ÉTS) 阵风队由一群航空航天工程师、教师和学生组成,他们面临着设计、建造一艘 C 级双体船并参加“小美洲杯”比赛的挑战。比赛规则规定,双体船的长度必须小于25英尺,最大宽度为14英尺,航行面积小于300平方英尺。这提出了重大挑战,因为双体船需要在不到 18 个月的时间内建造完成。尽管水翼的表面积不到两平方英尺,但仍需要能够将整艘船及其两名船员升出水面。刚性翼帆中心的 30 英尺桅杆可承受近 4000 磅的压力,而重量不到 30 磅。该团队需要推动创新并使用尽可能最好的材料来满足这些要求。
解决方案
为了应对这一挑战,阵风战队利用了 Altair 的 OptiStruct 及其复合优化流程。 OptiStruct 使团队能够快速循环进行多个设计迭代,同时考虑到需求和制造限制。所有主要部件,包括横梁、水翼和水翼舵,都受益于这种设计方法。每个组件都经过三相层压复合材料设计优化过程。高水平的自动化和 OptiStruct 直接导入、优化和导出复合数据的能力帮助团队大大缩短了迭代之间的周转时间。这使得我们能够探索各种选择来满足激进的体重目标。最终设计是一艘采用全碳纤维复合材料设计的双体船,包括 45 英尺高、300 平方英尺的刚性翼帆和水翼。
运营影响
  • The team's first goal was to reach the starting line with a true and state of the art C-Class catamaran, and the second to compete in all the races with a boat holding up to the loads along with professional level competition. Both of these goals were fully accomplished. The team was warmly received and admired throughout the competition, with members of other teams providing valuable input and taking action to improve the boat further. The Hydros Foundation – organizer of the Little Cup - wished to present them a Special Prize for their passion, hard work and tenacity in this high level competition. This success has set a strong foundation for the team's future competitions.
数量效益
  • The main cross beam, which can sustain up to 3000 lbf of load from the mast compression, weighs only 18lbs.
  • The final hydrofoil design has less than 2sq ft. projected area and weighs less than 30lbs while being able to produce up to 1000lbf of vertical lift.
  • The team was able to complete the build-phase in less than 18 months.

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