汽車前期概念設計
關注創建者：清清老韭菜 創建時間：2022-08-05
汽車前期概念設計的視頻教程
基于workbench的新能源車電池組框架結構前期設計階段抗壓強度仿真分析
本教程適用對象：workbench入門不久的同學，需要對一些框架結構進行抗壓分析的人員。 其中分兩段視頻來錄制 1、結構抗壓仿真的模型建立 1.1 網格劃分的控制 1.2接觸設置注意事項 2、workbench中非線性材料添加并使用計算 2.1材料拉伸曲線簡述 2.2判定危險點的注意事項 在附件中是我視頻中用到的材料塑性應力應變曲線數據以及案例所需的幾何模型
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從概念設計到虛擬驗收：實時車輛模型在數字化設計的核心作用
核心主題與收獲： · 理解為何實時車輛模型是現代數字工程的核心 —— 它能銜接概念設計、系統集成與虛擬驗收全鏈路。 · 學習行業領先的企業如何借助 VI-CarRealTime 加速電動化進程、主動底盤集成，以及純電動汽車（BEV）專屬參數調校。 · 探索實用的工作流程與應用案例，了解其如何縮短開發周期、提升協作效率，并減少對物理樣車的依賴。
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CATIA在樣式和機械形狀間集成，幫工業設計將概念轉化為合格設計
CATIA通過在樣式和機械形狀設計之間緊密集成，packaging designer 可幫助industrial designer 將概念轉化為合格設計 1、在樣式設計與機械形狀設計之間實現緊密的集成，從而將概念迅速轉化為優質設計 2、structural package design 應用程序在產品上下文中提供基于特征的專業建模方法，可改善早期開發階段的決策 3、利用交互實時體驗和準確的照片級渲染展示設計并做出設計決策
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汽車前期概念設計的實例教程
在汽車設計產品開發的前期，企業為了進行各種研究與探討，汽車概念設計和概念車在近年來逐漸興起。汽車概念設計，是對下一代車型或未來汽車的總概念進行概括描述，確定汽車的基本參數、基本結構和基本性能的設計。概念設計同樣需要研究產品的開發目的、技術水平、企業條件、目標成本、競爭能力等。汽車概念設計可能只停留在圖紙上和文件上的描述，稱為“虛擬的”概念車;也可能制造出實體的樣車供試驗和研究。汽車概念設計可能只是一種參考方案或技術儲備，也有可能納入正式的產品開發規劃。所以汽車概念設計只供產品開發參考，但也有可能成為正式產品開發規劃的組成部分，或成為新一代車型的初步設計。
將初步設定的要求發放給相應的設計部門，各部門確認各個總成部件要求的可行性以后，確認項目設計目標，編制最初版本的產品技術描述說明書，將新車型的一些重要參數和使用性能確定下來。在方案策劃階段還有確定新車型是否開發相應的變形車，確定變形車的形式以及種類。項目前期策劃階段的最終成果是一份符合市場要求，開發可行性能夠保證得到研發各個部門確認的新車型設計目標大綱。該大綱明確了新車型的形式、功能以及技術特點，描述了產品車型的最終定位，是后續研發各個過程的依據和要求，是一份指導性文件。
展開 摘 要：為達到汽車輪轂輕量化目的，在汽車輪轂的概念設計階段對汽車輪轂進行結構尋優。用拓撲優化技術作為概念設計的方法，建立基于變密度拓撲優化方法的汽車輪轂概念設計數學模型；利用ProE三維建模軟件建立某汽車輪轂的三維模型和概念幾何模型；使用Hypermesh前處理軟件建立某汽車輪轂的概念設計有限元模型，然后引用折中規劃法解決多工況問題，在Optistruct結構優化軟件中建立汽車輪轂的優化模型和優化參數；利用拓撲優化技術在hyperworks軟件OSSmooth模塊構建了3種輪轂的創新型拓撲結構，分別將3種不同的拓撲結構導入CAD軟件進行二次設計，對二次設計后的新型輪轂進行有限元分析。結果表明：在滿足材料許用應力的前提下，7輻輪轂相比8輻、9輻以及原輪轂更滿足要求，質量比原輪轂減小12.2%。
關鍵詞：概念設計；汽車輪轂；拓撲優化；輕量化
0 引言
節能減排已成為汽車工業發展的主要方向，汽車輕量化是實現汽車節能減排的最佳途徑，合理的結構設計是汽車輕量化的有效手段。汽車輪轂是汽車的重要部件，在行駛過程中，汽車與地面之間的力和力矩都是由輪轂承受和傳遞，輪轂直接影響汽車的整體行駛穩定性、安全性、可靠性、平順性、牽引性以及外觀形狀，對汽車的整體能源消耗和輪胎壽命有很大影響。我國汽車結構輕量化技術發展迅速，國內很多學者根據有限元仿真技術對汽車現有結構進行了優化，雖然達到了較好效果，但忽略了結構的概念設計階段。
概念設計作為機械產品重要的前期設計階段，很大程度上決定了客戶對產品的功能要求。相對于中后期的結構優化，早期的設計成本更低，設計自由度更高。通過概念設計階段科學的分析計算，建立較為理想的設計模型，減少了設計中后期因為改進需要進行的大量反復修改，既縮短了周期又降低了成本[1-3]。
展開 汽車概念設計階段有一個重要的環節就是汽車外觀效果圖階段，汽車外觀效果圖分為汽車形象草圖，汽車概念草圖，汽車彩色效果圖，主要使用的表達手段是汽車設計師手繪的汽車方案效果圖和使用電腦建模制作的汽車外觀效果圖。這個行業如此重視用手繪制汽車效果圖，一方面是由于它是汽車設計行業延續幾十年的傳統技能，直到現在為止，從事汽車設計的人員均受到過長期嚴格的手繪訓練；雖然近二十年來電腦輔助設計手段發展很快，但仍然無法使汽車設計師像手繪那樣隨心所欲地快速捕捉稍縱即逝的創意。另一方面是電腦渲染，雖然精確逼真，但卻缺少汽車手繪效果圖中的情感表達。
汽車構思草圖是速寫畫，用來記錄汽車造型設計師的靈感。構思草圖通常是素描畫（單色繪畫），可以用鉛筆、鋼筆或塑料水筆等工具作畫，圖紙幅面以A4較為適宜。汽車構思草圖必須以汽車總布置設計所定的基本尺寸和形狀為依據。
影響外形三因素：
機械工程學——能夠行駛，堅固耐用
人體工程學——駕駛容易、上下車方便、乘坐舒適
流體力學——空氣阻力
在進行了總體布置草圖設計以后，就可以在其確定的基本尺寸的上進行汽車造型設計了。包括汽車外形設計和汽車內飾設計兩部分。設計草圖是汽車設計師快速捕捉創意靈感的最好方法，最初的汽車設計草圖都比較簡單，它也許只有幾根線條，但是能夠勾勒出設計造型的神韻，汽車設計師通過大量的設計草圖來盡可能多的提出新的創意。這個車到底是簡潔、還是穩重、是復古、還是動感都是在此確定的。當然，如果是汽車逆向設計，則就不需要這個過程了，把別人的車型直接進行點陣掃描，然后在計算機中進行造型勾畫就行了。
作為一位汽車造型設計師，必須具備非常敏銳的洞察力，注意時刻吸取設計靈感，收集潮流信息，了解競爭對手車型，留心其他汽車設計領域發展趨勢，更要注重與消費者、銷售商、汽車工程師的交流溝通等。
展開 6 小結
通常情況下，電動汽車的前艙吸能空間并不優于傳統燃油車。為改善前艙吸能空間，電動汽車前艙內的零部件應進行集成，動力總成懸置應緊湊布置。
純電動車正碰車體結構概念設計，可選擇地板縱梁方案或者前縱梁加深方案，后者能夠給動力電池提供更大的空間，所以應該是未來的趨勢。
無論是地板縱梁方案還是前縱梁加深方案，前縱梁根部都是最值得關注的部位，應進行多重強化設計，并增加斜向支撐和前壁板底部橫梁。
如果在第二傳力路徑前端增加延伸梁，在正碰時能夠潰縮吸能，從而改善整體耐撞性，但第二傳力路徑吸收的動能極為有限，只能作為第一傳力路徑的輔助。
本文轉自公眾號模態空間
作者簡介
王朋波，清華大學力學博士，汽車結構CAE分析專家。重慶市科協成員、《計算機輔助工程》期刊審稿人、交通運輸部項目評審專家。專業領域為整車疲勞耐久/NVH/碰撞安全性能開發與仿真計算，車體結構優化與輕量化，CAE分析流程自動化等。
注
本文相當一部分內容來自作者好朋友趙森博士當年的悉心指點。
本文所用的大部分圖片來自作者好朋友盧元甲的大作《純電動汽車平臺與架構》。
展開 第一步：繪制草圖
在最初的創意表達階段，設計師要畫出多幅草圖，從多個角度展示新車，并從中篩選出比較貼近定位描述的形態。現代汽車工業中，廣泛應用的計算機輔助設計（CAD）軟件已逐步將設計師從繁重的手工勞動中解放出來，讓他們揮灑創意免受工具的束縛。今天，設計師可以直接在電腦屏幕上創作草圖，并快速生成電子文件。
第二步：創建三維數字模型
完成概念草圖后，設計師需要建立汽車的三維數字模型，也就是讓草圖立體化，以便從各個角度推敲并優化設計方案。傳統汽車設計中采用制作油泥模型的方法，但這種方法不但成本較高，而且耗費時間。三維數字模型以其靈活高效和精確的參數化表達，成為現今流行的做法。
第三步：可視化渲染和動畫處理
為了更好的展示設計成果，汽車設計師們還需要對設計進行可視化渲染和動畫處理。從車漆的顏色，車燈的亮度，到保險杠的紋理，座椅的皮革，從車身對環境光線的反射，到不同天氣條件下的陰影，設計師通過采用歐特克Autodesk Alias 以及Showcase軟件的渲染功能，把這些細節的處理得天衣無縫。而作為電影工作室里明星產品的歐特克三維建模和動畫軟件——Autodesk Maya，目前在汽車設計師中也廣受歡迎。它被廣泛用來制作動畫短片，展示汽車設計的成果。
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“Ansys 2025 全球仿真大會”仿真應用大賽優秀作品展示
本屆仿真應用大賽最終評選出 30 篇 TOP 優秀作品，分別榮獲一、二、三等獎及行業最佳實踐獎。近 200 位來自汽車、半導體、高科技、能源等行業的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創新實踐，充分展現了仿真技術的無限潛能。我們將陸續為大家分享獲獎佳作，帶您一同領略仿真賦能創新的非凡力量，希望用戶能從中汲取靈感、啟迪思路。
本文原刊登于Ansys.com：《How Simulation Boosts Efficiency in EV Battery Manufacturing》
作者：Laura Carter | Ansys 高級市場傳播經理
編輯整理：陳桂杰 | Ansys主任應用工程師
Ansys助力解決固態電池解決方案的迫切需求
電池工藝商面臨的一項持續挑戰是尋求更安全、更高效的鋰離子電池替代品
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在當下，汽車行業“卷”速向前，市場對汽車的開發周期、質量、性能和智能有了更高的要求。CAE在保證產品設計的質量、壽命、性能、成本等方面發揮著重要作用，為汽車行業創造了巨大效益。
以福特CAE仿真應用項目為例：
CAE仿真技術不僅可以幫助車企模擬和分析車輛的各項性能指標，同時還能在研發階段預測和識別產品性能的潛在問題
工程背景
近幾年，在機械產品設計領域，SimSolid? 作為一款無網格分析軟件，正發揮著日益重要的作用，尤其在鋼結構設計過程中展現出獨特優勢。傳統鋼結構設計流程復雜，需投入大量時間進行有限元模型構建與分析，而 SimSolid 的出現極大地簡化了這一過程。
在上一期文章《SimSolid 在鋼結構設計中的應用及體會》和大家分享了 SimSolid 在焊接鋼節點設計分析中的應用及體會，本文重點分享
Ansys SimAI可幫助工程師在整個產品設計和制造過程中，快速預測機械、熱學及化學等基于物理的性能表現
主要亮點
作為新思科技仿真和分析解決方案產品組合的一部分，Ansys SimAI?平臺助力Sumitomo Riko將仿真速度相較于傳統仿真方法提高了10倍以上
Sumitomo Riko正在使用SimAI快速生成易于專家和新手訪問的高保真度模型
工程背景
近幾年，在機械產品設計領域，SimSolid? 作為一款無網格分析軟件，正發揮著日益重要的作用，尤其在鋼結構設計過程中展現出獨特優勢。傳統鋼結構設計流程復雜，需投入大量時間進行有限元模型構建與分析，而 SimSolid 的出現極大地簡化了這一過程。
在上一期文章《SimSolid 在鋼結構設計中的應用及體會》和大家分享了 SimSolid 在焊接鋼節點設計分析中的應用及體會
從概念設計到虛擬驗收：實時車輛模型在數字化設計的核心作用
來自VI-grade 公司的工程師將解讀行業領先的企業如何將 VI-CarRealTime 作為其數字化工具鏈的核心組件。
車輛系統日益復雜，主機廠及供應商需要一套強大的數字化核心體系 —— 既能加速創新，又能降低成本與實車測試。VI-CarRealTime提供了統一的實時車輛動力學模型
行業現狀：
檢具是用于檢測汽車零部件尺寸質量的專業工具，是零部件質量評價所不可或缺的一環。隨著我國新能源汽車行業的蓬勃發展，專業的客制化檢具需求也不斷增加，以此滿足諸多零部件的質量評定。
然而新車型的研發，往往伴隨著大量的檢具定制成本。據統計，每一輛汽車的車身部分都包含著三千多個鈑金件及上百個飾件，汽車主機廠將會按需求定制數量龐大的檢具設備，來滿足諸多零部件的尺寸質量檢測需求。每年花費的檢具上的費用可能多達上千萬
行業現狀
檢具是用于檢測汽車零部件尺寸質量的專業工具，是零部件質量評價所不可或缺的一環。隨著我國新能源汽車行業的蓬勃發展，專業的客制化檢具需求也不斷增加，以此滿足諸多零部件的質量評定。
然而新車型的研發，往往伴隨著大量的檢具定制成本。據統計，每一輛汽車的車身部分都包含著三千多個鈑金件及上百個飾件，汽車主機廠將會按需求定制數量龐大的檢具設備，來滿足諸多零部件的尺寸質量檢測需求。每年花費的檢具上的費用可能多達上千萬
*本文源自汽車行業用戶范會超投稿
1.工程背景
近幾年，在機械產品設計領域，SimSolid 作為一款無網格分析軟件，正發揮著日益重要的作用，尤其在鋼結構設計過程中展現出獨特優勢。傳統鋼結構設計流程復雜，需投入大量時間進行有限元模型構建與分析，而 SimSolid 的出現極大地簡化了這一過程。
本文章重點和大家分享 SimSolid 在鋼節點設計分析中的應用，因為鋼節點設計在鋼結構整體設計過程中處于核心地位
