成功案例丨平衡性能与安全的仿真：Altair助力 STARD 优化赛车空间车架设计

在现代赛车设计中，安全性始终是首要考量 —— 专业赛车领域的管理机构会制定并严格执行一系列严苛的安全标准。但这些安全要求往往与性能目标存在冲突：提升安全性通常需要增加材料用量，这会直接导致车身重量上升，进而影响车辆性能；与此同时，满足安全标准还需经过多次设计修订与迭代，大幅延长开发周期。若缺乏有限元分析（FEA）这类先进工具及高效的优化解决方案，要实现这些相互矛盾的目标，往往需要投入大量时间与人力。

STARD 面临的核心挑战，便是优化电动赛车的空间车架设计，以同时满足严苛的性能需求与不断更新的安全法规。空间车架是支撑车辆车身及零部件的结构框架，因其轻量化设计能有效提升车速与加速性能，在赛车领域应用十分广泛。

空间车架的设计与测试流程必须符合一系列严格的性能标准，其中包括多种翻滚测试及抗冲击性能测试的变体要求。在每项测试中，空间车架需承受特定作用力，且不得出现失效情况或超出规定的挠度限值。为应对这些挑战，并优化空间车架的刚度与整体性能，STARD 选用了Altair^® HyperMesh^® 软件。

为在空间车架设计中实现性能与安全的平衡，STARD 充分借助了 HyperMesh 卓越的有限元分析（FEA）能力。项目启动之初，团队以某款既有车型未经优化的空间车架计算机辅助设计（CAD）模型为基础，将其简化为一维模型，作为设计工作的起点。

STARD 团队首先针对高应力区域增加材料，对结构薄弱点进行加固 —— 这一举措不仅有效规避了潜在失效风险，还提升了扭转刚度这一核心性能指标。随后，团队应用优化技术，更合理地在车架上分配材料：既对需要加固的区域进行了强化，又剔除了不必要的重量。

之后，STARD 进一步优化了空间车架的管材直径，在确保结构完整性的前提下，最大限度减轻了车架重量。同时，团队在关键区域（尤其是涉及静态载荷测试的部位）采用了高保真建模技术，并融入材料专属参数，以精准模拟塑性变形过程。

在整个设计过程中，HyperMesh 为多步骤的设计探索流程提供了支持，允许模型在不同场景中复用。这一特性减少了大规模物理测试的需求，使团队能够同时评估多项性能指标，精简验证周期 —— 最终在满足严苛安全标准的同时，大幅加速了整体设计进程。

总体来看，HyperMesh 不仅优化了 STARD 的工程设计流程，更交付了超出预期的成果。借助该软件，STARD 成功将这款拉力赛车的空间车架重量较基准模型减轻 20%，并在确保安全合规的前提下，显著提升了车辆性能。尽管重量有所降低，新设计的刚度反而更高：这不仅增强了车身结构完整性，还进一步提升了车辆的操控性与耐用性。

此外，精简后的设计流程还缩短了开发周期，减少了所需的物理测试次数，实现了大幅成本节约。这种高效的迭代方式，让 STARD 能够更灵活地应对性能要求与法规更新。

综上，HyperMesh 的先进功能彻底改变了 STARD 的设计方法，使其能够高效探索多种设计可能性，同时确保最终产品的可靠性。通过采用这一创新方案，STARD 成功在最新款拉力赛车上实现了安全与性能的完美平衡。