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總部位于瑞士的高性能汽車鑄件生產(chǎn)商和開發(fā)商Georg Fischer Automotive AG就是這么做的。作為每年消耗60多萬公噸鐵,、鋁、鎂用于1億多鑄件的主要供應(yīng)商,，該公司正通過設(shè)計,、材料和流程改進積極應(yīng)對重量問題。

輕量化戰(zhàn)略的優(yōu)勢是顯而易見的,，也符合公司的“可持續(xù)交通運輸”主旨,。美國能源部報告指出，汽車重量減少10%,，就能將燃料經(jīng)濟型提升6到8個百分點,。用SIMULIA Tosca Structure開展設(shè)計減重對喬治費歇爾（GF Automotive）來說，底盤零部件開發(fā)的一個重要部分就是采用現(xiàn)代化仿真與優(yōu)化手段,。該公司的工程師多年來一直采用計算機輔助工程（CAE）工具,，大幅縮短了開發(fā)時間，并提高了產(chǎn)品質(zhì)量,。公司目前憑借優(yōu)化軟件包SIMULIA Tosca Structure的拓撲和形狀優(yōu)化模塊來減輕零部件重量,，同時確保產(chǎn)品符合所需的負載要求。

減輕零部件重量需要在產(chǎn)品開發(fā)過程中采用整體方法,，結(jié)合工程專業(yè)技術(shù)和計算機工作方法,。FEDESIGN（2013年5月以來納入達索3DEXPERIENCE旗下的SIMULIA品牌）的Tosca™Structure是一款靈活的模塊化軟件系統(tǒng)，支持非參數(shù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。采用的方法包括拓撲,、形狀和起筋優(yōu)化,，并結(jié)合業(yè)界標準的有限元分析求解器。喬治費歇爾（GF Automotive）在各種不同項目中采用該軟件,，在設(shè)計中努力減輕汽車重量,。

優(yōu)化轉(zhuǎn)向節(jié)：盡可能輕，但要確保安全在汽車懸掛系統(tǒng)中,，轉(zhuǎn)向節(jié)連接車輪和其他懸掛組件,。喬治費歇爾（GF Automotive）工程師為了減輕轉(zhuǎn)向節(jié)的重量，同時保證結(jié)構(gòu)的強勁和安全,，他們采用了Tosca™Structure軟件進行優(yōu)化,。喬治費歇爾（GF Automotive）的前產(chǎn)品開發(fā)項目工程師Roman Brauner指出：“通過采用Tosca，我們能讓設(shè)計方案最符合承載要求,，確保鐵鑄件和輕型金屬鑄件滿足輕量化和缺口應(yīng)力不敏感,。”成功開展大規(guī)模（系列）設(shè)計的關(guān)鍵起點就是先定義適當?shù)脑O(shè)計空間,。對轉(zhuǎn)向節(jié)來說，這包括兼顧軸,、輪和懸掛總成等動力學(xué)要求。零部件的產(chǎn)品規(guī)范隨后轉(zhuǎn)變?yōu)榉治鲋械牧W(xué)要求,。Tosca Structure拓撲模塊是減重優(yōu)化的第一步,。優(yōu)化后形成輕量堅固的概念設(shè)計,，同時考慮到所有負載和過載情況，這對轉(zhuǎn)向節(jié)這種動態(tài)承載的組件而言至關(guān)重要,。隨后用軟件的形狀優(yōu)化模塊通過修改零件表面幾何再額外減少100克重量,。

對喬治費歇爾（GF Automotive）這樣高度依賴于鑄造技術(shù)的供應(yīng)商來說，拓撲和形狀優(yōu)化十分適用于他們的生產(chǎn)方式,，因為這種技術(shù)具有內(nèi)在的設(shè)計自由度。鑄件的靈活性能實現(xiàn)經(jīng)優(yōu)化的輕量設(shè)計零部件的高效批量生產(chǎn),，而且確保高質(zhì)量,。

優(yōu)化工藝的好處很多,。舉例來說,，新設(shè)計理念能從Tosca™ Structure方便地引入CAD模型,，幾乎無需額外的解讀。Tosca™ Structure的全面自動化優(yōu)化進程也能快速產(chǎn)生成果,。就轉(zhuǎn)向節(jié)而言，軟件幫助工程師方便地獲得適合生產(chǎn)要求的設(shè)計方案,，考慮到所有的關(guān)鍵生產(chǎn)流程和步驟，包括脫模方向和機械精整加工鉗夾點等都包含在優(yōu)化設(shè)置中,。

選擇性地整合改進設(shè)計與適當?shù)牟牧弦约靶薷暮蟮纳a(chǎn)工藝能夠進一步產(chǎn)生價值,。喬治費歇爾（GF Automotive）內(nèi)部開發(fā)的新型鑄鐵SiboDur材料提供更好的失效,、拉伸載荷和疲勞強度等屬性,。有了這些屬性，更輕量化的優(yōu)化設(shè)計符合部件的所有安全要求,。

從優(yōu)化結(jié)果看初始重量為4.39公斤（9.7磅）的轉(zhuǎn)向節(jié)現(xiàn)在重量為2.98公斤（6.6磅）,，減輕了32%,。由于每個底盤需要兩個零件,，所以單車減重可達2.82公斤（6.2磅）,�,？紤]到組件預(yù)計要裝在160萬輛車上,，僅該組件使用壽命內(nèi)就能減少1.26萬噸二氧化碳排放,。新的輕量化轉(zhuǎn)向節(jié)自2012年開始大規(guī)模生產(chǎn)實施,。大眾將其用于MQB平臺，如高爾夫七代和奧迪A3等車型,。該設(shè)計還得到著名的ÖkoGlobe環(huán)保獎下的原材料、材料和工藝優(yōu)化門類獎,，該獎表彰交通領(lǐng)域的可持續(xù)先驅(qū)性創(chuàng)新成果。

Georg Fischer Automotive AG隸屬Georg Fischer AG旗下,，總部位于瑞士沙夫豪森,，是深受汽車行業(yè)信賴的知名開發(fā)和批量生產(chǎn)合作伙伴。喬治費歇爾（GF Automotive）多年來一直為減重和輕量化開展研發(fā)設(shè)計,，積極推進二氧化碳減排和高效油耗,。采用Tosca Structure優(yōu)化軟件設(shè)計輕量化零部件,，只是喬治費歇爾（GF Automotive）打造汽車行業(yè)更輕的未來的第一步。

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