达索系统：把前人设计的桥重新设计一遍

寂静回声

现在的桥梁设计师都在用三维的BIM平台设计桥梁，所见即所得，同时又可以对大桥做包括抗震、强度、风阻、载重等等各种分析，甚至模拟大桥的建造过程，在规划和设计阶段就能够体验未来大桥建成以后的运行情景。

以前的桥梁设计师，没有这些便利的工具，他们设计的桥是最优的吗？如果我们把前人设计的桥重新设计一遍，在三维BIM平台的帮助下，会比他们设计的更好吗？
达索系统在巴黎办公室的CATIA专家Killian QUETEL就想这么做试试。选哪一座桥呢？
据说在巴黎，连接塞纳河两岸的大桥有三十七座。这些风格迥异的桥不仅是交通枢纽，是经久不衰的艺术作品，同时也记载并讲述着巴黎、乃至整个法国的厚重历史，沉淀着巴黎特有的人文精神。每一座大桥都有自己的特点，每一座都能呈现这个代表浪漫的城市与众不同而又美得令人窒息的景色。
最终他选择了他最钟爱的桥梁比尔哈克姆桥（pont de Bir-Hakeim）。这座桥非常有趣，因为它受到多种约束（风、水流、地铁、车辆、振动等......）的影响。
Bir-Hakeim桥是巴黎最具标志性的桥梁之一。您可以在许多电影，电视节目，广告和音乐剪辑中看到这座桥。最有名的就是《盗梦空间》（Inception）。
言归正传，Killian QUETEL最终选择了Bir-Hakeim大桥。他想做什么呢？用人工智能把大桥重新生成出来，让人工智能帮忙设计出满足各种约束的理想Bir-Hakeim大桥！
桥梁是一种非常复杂的建筑结构，可供选择的工程方法有很多种。比如桁架桥。这些工程方法都是众所周知的，并已在许多桥梁建筑实例中使用。历史上有影响的桁架形式，就超过30种！比如豪威桁架(Howe)、芬克桁架(Fink)、华伦桁架(Warren)、普拉特桁架(Pratt)等。
桥梁的设计需要考虑桥梁的功能、建造和锚固桥梁的地形性质、建造材料和建造资金等因素而采用不同的工程方案。
Killian主导的团队想利用3DEXPERIENCE平台的创成式技术来了解如何简化桥梁建设并减少材料数量以创建可靠的结构。
为了在巴黎市的上下文环境中进行桥梁创建，他决定创建巴黎市的一个子集，通过四个步骤管理巴黎市局部环境的创建。这样就可以在其中设计具有正确尺寸的新桥梁结构。

利用Blender软件解决方案把网络地理数据导入三维体验平台作为底图。
在CATIA数字化形状准备中导入大小合适的STL文件（ 是一种为快速原型制造技术服务的三维图形文件格式 ）。使用Tessellation 工具，手动选择巴黎市局部每个建筑物的屋顶，总计有9000个屋顶。然后使用右键单击镶嵌分割到B-Rep 创建表面。
为了将曲面拉伸并重新缩放为3D部分，Killian使用了一个知识操作，该操作调用了每个要拉伸的曲面的Power 副本。为了执行此操作，需要创建一个资源表，在其中添加超级副本。
此外，团队还在城市中添加了20 多座著名的建筑（埃菲尔铁塔、多座桥梁、特罗卡德罗（Trocadero ）等......）
作为一个项目，当然要有明确的项目目标。团队设定了项目的主要目标是利用CATIA 功能实现创成式设计和钢结构设计，以便在桥梁的性能和制造成本之间找到最佳折衷方案。
通过使用CATIA Functional Generative Designer（功能创成式设计师）角色来优化桥梁的整体结构，以减轻重量并最大限度地提高刚度。
通过使用CATIA Steel Connection Design（钢结构连接设计）角色，使用优化梁来实现易于制造的结构并最大限度地降低成本。
为了实现上述项目目标，团队定义了包括初始几何、设计空间、力与约束、拓扑优化、结构验证、骨架、等效梁、1D/3D结构验证、参数化设计研究、钢结构连接设计等十个环节的端到端设计流程。
在创建了巴黎市的中心区域之后，团队就重现了现有的Bir-Hakeim桥的设计，该桥正处于塞纳河两岸和天鹅岛之间的连接处。
考虑到研究的大尺度（桥梁的重要宽度和长度）和降低成本的目标，团队将设计分为4 个相同的部分。这将降低复杂性并在重建阶段为团队提供一些灵活性。
在这种情况下，团队选择了Bir-Hakeim桥的以下部分并定义了团队的设计空间。设计空间由两部分组成，顶部支撑火车，底部支撑卡车和汽车以及整体结构。
Bir-Hakeim桥受到来自外部因素的多种力和约束，例如：风、地铁震动、河流流量、地铁压力、车辆压力等。
风施加在桥上的风力压强有每平方米2710牛，地铁行驶诱发的振动频率介于4到70赫兹之间，塞纳河河流施加的最大冲击压强有每平方米42.4千牛，地铁施加的最大压力26.5千牛、卡车施加的最大压力为每平米1千千牛等。
团队，选择目标以通过给定质量实现最大化刚度，执行拓扑优化。
选定给定性能参数（包括密度、杨氏模量、泊松比）的钢作为主要材料。
从设计空间来看，团队保留三个冻结区域（火车平台、公路平台、底柱连接），此外，团队还定义了左侧、右侧和底部等几个耦合点以应用团队的物理条件。
团队在优化后自动生成多面体和镶嵌形状。这些输出允许用户快速验证设计的性能。基于这个结果，团队利用CATIA Imagine & Shape Design（想象和曲面设计）角色进行了手动重建。
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接下来是钢连接设计的可制造性改造，利用CATIA Steel Connection Design (CATIA 钢连接设计)，团队可以重复使用骨架轮廓并使用确定的最佳参数实例化标准 W梁。在本项目中，对于1/4全桥来说，有60个梁、84 个常规支架连接和1700个铆钉。