Electroflight 需要選擇一種材料，其特性是玻璃轉變的溫度須高於電池操作溫度的材料，這是一項具有挑戰性的任務

Granta 材料數據庫可加速且尋找合適的材料方案

Electroflight的目標是打破全球所有電動飛機的最快速度紀錄

成為航空電動化進步的實驗平台。而已在2021年底成功達成這一項紀錄

為了達到其性能目標，需要開發一個輕量且低阻力的機身，並研發新的電動動力系統、電池和冷卻系統以達到成本和時間要求

面臨​的挑戰

飛機的設計所選擇的材料組合需符合動態結構和熱模擬需求，以達到重量和永續性的目標

模擬工程師在軟體中需要隨時能夠存取材料特性並直接匯入使用

尋找一種在電池操作溫度之上具有較高玻璃轉變溫度的電池安裝板材料，並在熱失控過程中表現良好，是一個重要的挑戰

需要仔細檢視材料清單（BoM）的所有組件，以評估並減少其對環境的影響，並根據當地法規替代任何有害物質

運用Ansys模擬產品

工程模擬解決方案

Electroflight的工程師使用雲端版的Ansys Mechanical進行結構動力學模擬，並使用Ansys Fluent和Discovery進行冷卻模擬。

再將材料數據通過Ansys Granta整合並在這些模擬工具中進行詢問。Granta主要應用於三個解決方案領域：

1. 將材料數據整合到模擬中

Granta的模擬材料數據（MDS）是Mechanical和Fluent內可用的一個附加模組，用於提供額外的材料特性資訊。對模擬Mechanical的初階段評估非常有用，因為材料數據可以即時獲取。同時對於驗證類似商用材料的材料性質數據非常有益。

2. 初階段的永續性與危險物質評估 

由於這是一款零排放的原型飛機，參與其中的合作夥伴希望瞭解其對環境的影響。因此建置初期的物料清單（BoM），以便在設計階段進行永續性和有害物質的評估。在分析的過程中，使用了Granta MI BoM Analyzer功能，以估算BoM的材料和處理過程對二氧化碳排放的影響。同樣地，它也被用於評估受限物質。這使設計師能夠瞭解可能存在的合規問題，並提供數據以便評估替代材料。使用Granta MI分析工具，新材料選擇的環境影響也能夠迅速進行評估。

3. 選擇關鍵電池安裝板的合適材料

原始設計要求將電池單元安裝在由聚合物製成的3D列印安裝板上，但發現隨著溫度升高，其剛性特性減弱。

使用 Ansys Granta Selector 進行了聚合物的初步篩選，輸入工程要求（耐溫性、機械性能、電阻、可燃性）並進行評估，如：

• 評估耐熱溫度與價格

• 評估共振頻率與阻尼

• 評估玻璃轉變溫度與韌性

挑選幾種備用的聚合物：聚醯胺（PA）、聚碳酸酯（PC）和聚醚醚酮（PEI）。然後使用 Granta Selector 評估新材料對環境影響和有害物質風險

結果

• 在機械領域內更快速地評估概念，直接獲取模擬準備好的材料性能數據

• 在設計的初階段迅速評估產品的永續性，以減少後期因材料變更而產生的昂貴代價

• 提供飛機零部件清單符合當地法規的可視性，如REACH、EU RoHS、IAEG等

• 通過特定需求篩選材料，解決重要的材料挑戰