由米蘭理工大學學生組成的Polimi Motorcycle Factory (PMF)團隊，為參與MotoStudent國際大專摩托車設計競賽（MotoStudent International Competition），需要在空間與資源受限下，設計一台具備比賽等級效能的專業原型摩托車。其運用SIMULIA工具建構高性能原型車，實現從學術到實戰的技術挑戰。 結構與氣動雙挑戰：如何用CATIA與SIMULIA打造最佳設計方案 在進行結構分析與模擬之前，PMF團隊首先透過CATIA建立車架、搖臂與氣動裝置的3D幾何模型。由於CATIA與SIMULIA同屬3DEXPERIENCE平台，可直接在建模階段導入分析準備參數，縮短前處理時間並確保幾何完整性。 PMF團隊首先重為操控性、結構健壯度與重量分布進行技術分析，其中後搖臂元件是其設計重點之一。團隊採用SIMULIA Abaqus進行有限元素分析，對該部位進行多加負載條件下的實體分析，包括非線性材料模型與多部位載荷條件與材料屬性設定。經由抽象性設計與更新圖形中心方案，成功將重量降低超過50%，但保持所需的安全保險系數。 執行設計最佳化後，團隊進一步找出對符合結構限制下最優樣態的解法。該設計改善原型結構在高負載條件下的局部變形問題，提升其對集中應力載荷的承載能力，更幫助團隊在原型實作前，已預測複合條件下的結構表現。 接續考量外型氣動效能，PMF團隊選用SIMULIA PowerFLOW進行暫態CFD模擬，聚焦觀察整流罩兩側的C-wing空力套件與空氣制動裝置在不同速度條件下的氣流行為與壓力變化。C-wing的設計進一步提升了車輛在直線行駛時的空氣制動效率，為團隊的一大技術突破。團隊模擬了氣流分離、速度場與壓力梯度的細節變化，優化車體整體空氣動力表現，減緩氣流擾動與非必要空氣阻力，強化整體氣動穩定性與效率。 圖1：摩托車S.T.U.K.A透過SIMULIA PowerFLOW進行模擬時的正視圖 從疲勞分析到實戰驗證：fe-safe 加強結構可靠性 為了提前預測關鍵結構元件在長期載重下的疲勞反應，PMF團隊同步展開傳動軸疲勞分析，幫助確保在強勢重複動態負載下也不會發生軸體裂縫或損壞。PMF團隊運用SIMULIA fe-safe進行疲勞壽命分析，並匯入實際操作情境中可能出現的載重歷程。透過圖像化的結果，能夠清楚掌握關鍵區域的應力分布與壽命預測，進一步優化設計，確保元件在多次循環載荷下仍具備足夠的強度與可靠性。 從學生工程到競賽實戰，SIMULIA 成就技術落地 PMF團隊的全面設計、分析與試算流程、透過SIMULIA系列軟體進行開發。學生們通過軟體應用，從設計分析實現簡化流程，在短時間內打造出具備機能性與實戰可行性的車體原型，有效降低設計週期和實驗成本。 SIMULIA讓我們發現結構中那些肉眼難以察覺、傳統方法也難以驗證的潛在問題，這些細節對設計調整與結構安全至關重要。 若您想了解更多關於PMF團隊如何利用3DEXPERIENCE雲端平台支援工程合作與資訊傳承，可繼續閱讀我們的下一篇成功案例。 延伸閱讀：PMF團隊如何以3DEXPERIENCE創造知識傳承與協作效率 資料來源：From Classroom to Racetrack Success: Inside the Polimi Motorcycle Factory Racing Team 關鍵字：SIMULIA、CATIA、3DEXPERIENCE、fe-safe