CAE技術為汽車產品設計保駕護航~


     
整車開發一般都逃不過以下6個階段,產品戰略階段→概念設計階段→詳細設計階段→樣車階段→投產階段→改進階段,那么CAE分析在汽車開發哪些階段發揮作用呢?

毫不夸張的說,需要結構設計的地方就需要CAE。從概念設計開始,后面5個階段都需要CAE進行輔助設計,比如汽車外形設計是否符合空氣動力學性能、車架如何設計結實又節約成本、樣車性能不達標是哪些原因、投產階段制造工藝限制對汽車本身設計是否有影響、汽車產品不足之處如何改進等等問題,都需要通過CAE來輔助,仿真計算結果對產品性能進行評估,并作為優化設計的重要依據。

CAE技術不僅在整車開發各個階段發揮作用,在汽車行業的應用從最初的線彈性部件分析到汽車結構中大量的非線性問題分析,到現在汽車疲勞壽命分析、NVH分析、碰撞模擬等,CAE分析幾乎涵蓋了汽車性能的方方面面。

01
剛強度分析

   

   

車架和車身是汽車結構中最為復雜的受力部件,其強度和剛度分析對整個汽車的承載能力和抗變形能力至關重要。此外,基于強度和剛度分析的車架和車身結構優化對整車的輕量化從而提高經濟性和動力性也有很大作用。

CAE技術為汽車產品設計保駕護航~的圖1

02
外流場分析

   

   

汽車外流場分析主要解決汽車在高速行駛時的空氣阻力,優秀的汽車流場設計能降低汽車阻力,適當增加汽車的地面附著力,不管是為了安全還是燃油效率,都是十分必要的。

03
機構運動分析

   

   

機構運動分析就是根據原動件的已知運動規律,求該機構其他構件上某些點的位移、軌跡、速度和加速度,以及這些構件的角位移、角速度和角加速度,了解從動件的速度變化規律能否滿足工作要求。主要解決汽車的操作穩定性及平順性問題。

04
NVH分析

   

   

所謂NVH就是噪聲、振動與聲振粗糙度,好的NVH設計,會讓車內的人感覺到更平穩,更安靜,更舒服。NVH分析包括白車身NVH、發動機NVH、動力總成的懸置系統NVH、進排氣系統NVH、路面-輪胎-懸架系統的NVH、傳動系統NVH、整車NVH等。

05
耐久性分析

   

   

在汽車使用過程中,每個零件都在振動,雖然振動的力度小,但久而久之也可能會造成疲勞失效,耐久性分析主要解決汽車行駛過程中由于疲勞產生的零部件損傷、開裂等問題。汽車零件的耐久性跟汽車的保值性密切相關,更與客戶的安全性密不可分。

CAE技術為汽車產品設計保駕護航~的圖2

06
熱管理分析

   

   

整車熱管理是從系統的角度去研究整車的傳熱介質流場以及整車換熱過程中所涉及的子系統。熱管理分析還包括發動機冷卻、空調和電池熱管理等。

07
碰撞安全分析

   

   

汽車碰撞分析不僅需要研究汽車各種角度碰撞的安全性,還要考慮到行人保護以及維修成本。碰撞的范圍是很大的,包括前碰、后碰、側碰、柱碰等等,不變的是對安全的要求,會有一個指標(比如加速度、比如變形)來評價乘員的傷害值或者汽車的傷害值。

CAE技術為汽車產品設計保駕護航~的圖3

08
沖壓成型分析

   

   

沖壓成型過程數值模擬技術通過對板材沖壓過程數值 模擬,在計算機上觀察到模具結構、沖壓工藝條件(如壓邊力、沖壓方向、摩擦潤滑等)和材料性能參數(如皺曲、破裂)的影響,提供最佳鈑料形狀、合理的壓料 面形狀、最佳沖壓方向、以及分析卸載和切邊后的回彈量,并補償模具尺寸以得到尺寸和形狀精度良好的沖壓件。該技術使試模時間大大縮短,從而減少制模成本。

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