整車CAE仿真的案例
揭秘汽車設(shè)計(jì)中CAE仿真技術(shù)
在汽車研發(fā)中CAE計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)有著重要意義，隨著行業(yè)競爭的加劇，產(chǎn)品更新速度越來越快。CAE在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量、壽命、性能和成本等方面發(fā)揮著更加重要的作用，CAE為汽車行業(yè)的高速發(fā)展提供了具有中心價(jià)值地位的技術(shù)保障，避免傳統(tǒng)上的設(shè)計(jì)—試制—測試—改進(jìn)設(shè)計(jì)—再試制的重復(fù)過程，為企業(yè)帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益。
在整車CAE仿真中，帶內(nèi)飾車身的仿真是核心內(nèi)容之一。帶內(nèi)飾車身是將整車從軟連接處（彈簧、襯套）斷開，去除動(dòng)力總成和底盤系統(tǒng)后剩下的部分，專業(yè)術(shù)語為Trimmed Body（下面簡稱TB）。主要包括白車身、門蓋系統(tǒng)、座椅系統(tǒng)、內(nèi)外飾系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、副車架和電子電器件等，能夠較好的反映整車狀態(tài)下的車身狀況。以T300車型開發(fā)中的TB NVH仿真為例，主要研究模態(tài)、動(dòng)力總成與底盤安裝點(diǎn)的激勵(lì)到車內(nèi)響應(yīng)點(diǎn)之間的噪聲傳遞函數(shù)（NTF）、振動(dòng)傳遞函數(shù)（VTF）等。眾泰工程師在T300開發(fā)處于數(shù)據(jù)階段時(shí)，就能夠預(yù)測設(shè)計(jì)中存在的NVH性能風(fēng)險(xiǎn)，并通過NVH仿真找到最佳優(yōu)化方案，提升T300的NVH性能。
搭建模型是進(jìn)行Trimmed Body仿真的第一步，工程師將T300數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件中。由于車身主要由薄板件構(gòu)成，因此采取用薄板中間平面代替薄板的方式進(jìn)行網(wǎng)格模型建立，并對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行合理的簡化，并將各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行連接，得到T300 Trimmed Body 模型。模型共由245萬個(gè)網(wǎng)格單元組成，整個(gè)TB建模需要白車身、門蓋系統(tǒng)、內(nèi)外飾系統(tǒng)、電器系統(tǒng)等方面的Catia數(shù)據(jù)。
搭建完模型后，工程師才能啟動(dòng)進(jìn)一步的仿真分析。NVH仿真主要進(jìn)行三方面的分析：其中TB模態(tài)仿真是為了考察帶內(nèi)飾車身固有頻率和振型，了解動(dòng)態(tài)特性，為解決噪聲、振動(dòng)問題提供參考依據(jù)；TB噪聲傳遞函數(shù)分析是在單位力的作用下車內(nèi)響應(yīng)點(diǎn)的聲壓值， TB振動(dòng)傳遞函數(shù)是在單位力的作用下車內(nèi)響應(yīng)點(diǎn)的振動(dòng)值。
展開 一套新手自學(xué)整車碰撞仿真分析的奧秘
作者 | 李老師 仿真秀科普作者
首發(fā) | 仿真秀 （ID:fangzhenxiu2018）
眾所周知，CAE仿真分析已經(jīng)成為整車研發(fā)過程中不可或缺的一部分。整車CAE仿真分析通常包括模態(tài)分析、剛度分析、強(qiáng)度分析、疲勞分析、碰撞分析、乘員約束系統(tǒng)分析、NVH分析以及CFD分析等。而整車碰撞仿真分析是一項(xiàng)難度較大，需要多個(gè)CAE仿真工程師人員共同進(jìn)行配合完成的一項(xiàng)工作。
對(duì)一個(gè)新手來說，要想自學(xué)整車碰撞仿真分析是一項(xiàng)很艱難的事情。對(duì)主機(jī)廠而言，培養(yǎng)一個(gè)合格的碰撞仿真工程師，就需要一個(gè)有多年碰撞仿真分析經(jīng)驗(yàn)的工程師來指導(dǎo)，再加上實(shí)際動(dòng)手操作，才有可能成為一名合格的碰撞仿真工程師。
本課程就是結(jié)合我多年的碰撞仿真分析經(jīng)驗(yàn)，希望能夠深入淺出地把在整車碰撞仿真分析中有可能所遇到的問題和難點(diǎn)一一給大家講解。當(dāng)然，大家如果要想真正地理解、掌握整車碰撞仿真分析，還需要大家能夠多學(xué)、多練、多思考。下面我就帶大家來初步了解一下整車碰撞仿真分析的奧秘。
一、整車幾何模型及參數(shù)的輸入
要想做一款整車碰撞仿真分析，無論是正碰、偏置碰還是側(cè)碰，當(dāng)然整車的幾何模型是必須的。俗話說巧婦難為無米之炊，沒有整車的幾何模型輸入，在厲害的碰撞仿真工程師也做不出整車碰撞仿真模型來。
那么整車幾何模型通常包括那幾個(gè)部分？一般來說，整車幾何模型主要包括白車身、底盤、開閉件、內(nèi)外飾及電器系統(tǒng)等。有了整車幾何模型，那么我們就可以開始啟動(dòng)網(wǎng)格劃分工作。網(wǎng)格劃分只是整車碰撞仿真分析萬里長征的第一步。
當(dāng)然，整車碰撞仿真分析除了需要整車幾何模型以外，還需要整車BOM表，焊點(diǎn)、焊縫、及膠粘等信息，相關(guān)材料的性能參數(shù)及應(yīng)力應(yīng)變曲線，整車的質(zhì)量和質(zhì)心統(tǒng)計(jì)表等等。通常整車碰撞仿真分析輸入涉及到整車研發(fā)過程中的多個(gè)部門。
整車碰撞仿真分析輸入內(nèi)容及要求詳見表1所示。
展開 干貨分享（六）：整車安全碰撞CAE仿真編號(hào)規(guī)則
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CAE整車碰撞分析流程
所以，模擬分成了整車碰撞和約束系統(tǒng)兩部分（這里暫不討論行人保護(hù)）。首先進(jìn)行整車碰撞，如果分析結(jié)果達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，比如加速度峰值小于40g，再進(jìn)行約束系統(tǒng)的分析。
除此之外，加速度曲線還可以和碰撞動(dòng)畫結(jié)合起來，通過對(duì)比來分析碰撞過程。比如，加速度曲線出現(xiàn)了一個(gè)小波峰，說明在這個(gè)時(shí)刻，車輛受力達(dá)到了一個(gè)峰值（F=m*a）。通過觀察動(dòng)畫，可以知道出現(xiàn)峰值的原因。
前圍板侵入量，方向盤、踏腳板和A柱后退量，這些分析項(xiàng)同樣是為后面的約束系統(tǒng)分析做準(zhǔn)備。因?yàn)樵谂鲎舶l(fā)生的過程中，前圍板、方向盤、踏腳板等部件會(huì)與乘員產(chǎn)生接觸，從而造成傷害。如果這些分析項(xiàng)符合預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，再進(jìn)行約束系統(tǒng)的分析。
5.總結(jié)
和其他CAE分析一樣，整車碰撞分析分成前處理，計(jì)算和后處理3個(gè)部分。前處理階段，主要內(nèi)容包括設(shè)置初速度，剛性墻，自接觸，重力加速度和控制卡片等部分；計(jì)算階段很簡單，提交給LS-dyna即可，但是計(jì)算時(shí)間比較長，一般在一到兩天左右；后處理階段的主要內(nèi)容包括碰撞動(dòng)畫，繪制加速度曲線，前圍板侵入量，方向盤、踏腳板和A柱后退量等部分。
整車碰撞分析的目的，是讓汽車結(jié)構(gòu)達(dá)到初步標(biāo)準(zhǔn)；在符合該標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行約束系統(tǒng)分析。通過模擬結(jié)果，預(yù)估試驗(yàn)中車輛的評(píng)分。
文章來源：CAE車研社
展開 MSC用戶大會(huì)演講嘉賓 揭秘~~！！看看國防軍工航空航天的大咖
演講人：余顯忠（江鈴汽車股份有限公司CAE技術(shù)專家）
簡介：
2008年7月加入江鈴汽車股份有限公司工作，主要從事汽車力學(xué)性能如結(jié)構(gòu)靜力學(xué)、多體動(dòng)力學(xué)、疲勞壽命、NVH、非線性分析以及接觸沖壓成型分析等方面的工程仿真工作。現(xiàn)為江鈴汽車股份有限公司CAE方面的技術(shù)帶頭人，江西南昌市特殊津貼技術(shù)專家。在開展江鈴汽車CAE分析工作中，采用了大量的最新的世界先進(jìn)技術(shù)和方法，解決了多個(gè)汽車研發(fā)過程中的設(shè)計(jì)力學(xué)問題，解決了多項(xiàng)故障失效難題。如江鈴SUV馭勝，高端皮卡域虎和輕卡順達(dá)的強(qiáng)度耐久、NVH、操控穩(wěn)定性等方面進(jìn)行分析，提高了整車舒適性，安全性及耐久性，為江鈴股份的SUV，PK開拓新的汽車市場，贏得了新的客戶。
演講人：李龍（重慶長安汽車工程研究總院CAE工程所室主任）
簡介：
李龍，重慶長安汽車工程研究總院 CAE工程所室主任。2002-2011年間，在吉林大學(xué)先后獲得了械科科學(xué)與工程學(xué)院工程力學(xué)學(xué)士、固體力學(xué)碩士、汽車工程學(xué)院車身工程博士學(xué)位。2012起在重慶長安汽車工程研究總院CAE工程所任職，負(fù)責(zé)整車CAE仿真技術(shù)、車身結(jié)構(gòu)粘接技術(shù)相關(guān)工作。他還是重慶長安汽車股份有限公司博士后工作站成員之一。
演講人：馮志杰（中航工業(yè)航宇救生裝備有限公司強(qiáng)度室副主任）
簡介：
中航工業(yè)航宇救生裝備有限公司強(qiáng)度室副主任，主要從事防護(hù)救生系統(tǒng)，空降空投系統(tǒng)，民機(jī)座椅與內(nèi)飾系統(tǒng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)與仿真工作。
演講人：李明（中車唐山機(jī)車車輛有限公司產(chǎn)品技術(shù)研究中心室動(dòng)力學(xué)研究室主任）
簡介：
李明， 中車唐山機(jī)車車輛有限公司產(chǎn)品技術(shù)研究中心室動(dòng)力學(xué)研究室主任。2010年畢業(yè)于北京航空航天大學(xué)流體力學(xué)專業(yè)，博士學(xué)位。主要負(fù)責(zé)軌道車輛整車CAE仿真技術(shù)、空氣動(dòng)力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、新能源技術(shù)相關(guān)工作，申請(qǐng)專利十余項(xiàng)，發(fā)表論文20多篇。
展開 福特金牛座整車碰撞CAE模型及試驗(yàn)對(duì)標(biāo)分析結(jié)果(lsdyna格式) ￥70
本帖包含福特金牛座整車碰撞模型（lsdyna格式）和試驗(yàn)對(duì)標(biāo)的結(jié)果文件，對(duì)于初學(xué)整車碰撞分析及優(yōu)化的有很好的指導(dǎo)作用。除此之外還有很多整車碰撞CAE模型，如有需要可私信我。
基于CAE技術(shù)的運(yùn)動(dòng)型多功能車整車結(jié)構(gòu)靜態(tài)與動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析
基于CAE技術(shù)的運(yùn)動(dòng)型多功能車整車結(jié)構(gòu)靜態(tài)與動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析
新能源/電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程仿真--Amesim整車系統(tǒng)仿真
AMESim為多學(xué)科領(lǐng)域復(fù)雜系統(tǒng)建模仿真平臺(tái)。用戶可以在這個(gè)單一平臺(tái)上建立復(fù)雜的多學(xué)科領(lǐng)域的系統(tǒng)模型，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真計(jì)算和深入分析，也可以在這個(gè)平臺(tái)上研究任何元件或系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。例如在燃油噴射、制動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力傳動(dòng)、液壓系統(tǒng)、機(jī)電系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)中的應(yīng)用。面向工程應(yīng)用的定位使得AMESim成為在汽車、液壓和航天航空工業(yè)研發(fā)部門的理想選擇。工程設(shè)計(jì)師完全可以應(yīng)用集成的一整套AMESim應(yīng)用庫來設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)，所有的這些來自不同物理領(lǐng)域的模型都是經(jīng)過嚴(yán)格的測試和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的。
AMESim使得工程師迅速達(dá)到建模仿真的最終目標(biāo)：分析和優(yōu)化工程師的設(shè)計(jì)，從而幫助用戶降低開發(fā)的成本和縮短開發(fā)的周期。
1、純電動(dòng)汽車性能仿真分析之續(xù)駛里程仿真
本節(jié)將詳細(xì)介紹純電動(dòng)汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性建模分析過程。其中動(dòng)力性分析的工況包括最大爬坡度、最高車速、30min最高車速；經(jīng)濟(jì)性分析的工況包括續(xù)駛里程的仿真以及考慮安全控制單元的影響。
1) 模型搭建及各元件參數(shù)設(shè)置
一個(gè)典型純電動(dòng)汽車的車輛模型包括電池、電機(jī)、駕駛員、VCU（整車控制器)和車輛負(fù)載幾部分。車輛負(fù)載模型和駕駛員模型需要的參數(shù)跟傳統(tǒng)燃油車模型完全相同。電池模型中需要輸入電池開路電壓和電池內(nèi)阻的數(shù)表文件、電池的容量、電池初始SOC及電池包的串并聯(lián)個(gè)數(shù)。
電動(dòng)汽車的續(xù)航里程模型如下圖所示。
其中電池模型和電機(jī)模型如下圖所示
2） 輸入工況設(shè)置
仿真續(xù)駛里程，首先設(shè)置循環(huán)的工況，這里設(shè)置NEDC，一直循環(huán)模式。
3） 續(xù)駛里程仿真
文章來源：新能源技術(shù)和仿真
展開 設(shè)計(jì)仿真 | 基于ODYSSEE人工智能CDC模型集成的整車動(dòng)力學(xué)仿真
這里我們將生成的FMU模型導(dǎo)入到Adams整車模型中，作為CDC系統(tǒng)部件進(jìn)行使用和測試。
整車動(dòng)力學(xué)集成仿真
在Adams中搭建整車模型，在前懸架減振器中引入上述ODYSSEE訓(xùn)練完成的CDC系統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)模型，以提供阻尼力。Adams和ODYSSEE的集成工作流程如下所示
01
Adams懸架模板中創(chuàng)建CDC阻尼力，定義系統(tǒng)狀態(tài)變量作為信號(hào)傳遞紐帶，建立整車模型動(dòng)力學(xué)響應(yīng)信號(hào)與CDC阻尼力控制信號(hào)的關(guān)聯(lián)；
02
Adams整車模型確定當(dāng)前時(shí)刻車速、車身加速度、車身俯仰、車身側(cè)傾、轉(zhuǎn)向值，作為輸入信號(hào)傳遞到ODYSSEE的FMU模型中；
03
ODYSSEE的FMU模型接收上述輸入信號(hào)，基于機(jī)器學(xué)習(xí)模型快速計(jì)算相應(yīng)參數(shù)下CDC系統(tǒng)的阻尼力值，作為輸出信號(hào)傳遞到Adams整車模型中；
04
Adams整車模型接收CDC系統(tǒng)阻尼力值，更新整車狀態(tài)以及新的輸入信號(hào)，供下一時(shí)刻仿真使用。
圖3：Adams和ODYSSEE的集成工作流程
模型集成后，我們針對(duì)四種工況下的整車進(jìn)行了仿真，并對(duì)比了有無CDC系統(tǒng)的整車響應(yīng)差異：
工況1：路面為某試驗(yàn)場大鵝卵石路，行駛車速30km/h。
工況2：使用ISO標(biāo)準(zhǔn)雙移線工況，車速為65km/h。
工況3：直線制動(dòng)，初始車速為90km/h，制動(dòng)加速度為-0.3g。
工況4：直線加速，初始車速為10km/h，驅(qū)動(dòng)加速度為0.3g。
工況1仿真結(jié)果
工況1仿真結(jié)果如圖4所示，普通減振器車身垂向加速度響應(yīng)明顯，特別是在大沖擊下，振動(dòng)過濾較差；使用ODYSSEE機(jī)器學(xué)習(xí)的CDC減振器的車身加速度幅值較前者小，在大沖擊下振動(dòng)過濾明顯。
展開 基于LS-DYNA的整車正面25%剛性墻碰撞仿真
本文對(duì)整車25%正面剛性墻碰撞進(jìn)行了簡要分析，旨在熟悉建模流程、掌握分析方法。
文章來源：CAE車研社
整車EMC正向開發(fā)及仿真
整車EMC正向開發(fā)
? 新能源 EMC 標(biāo)準(zhǔn)
? 零部件 EMC 風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及分級(jí)
? 整車 EMC 設(shè)計(jì)評(píng)估及優(yōu)化
? 整車電氣設(shè)計(jì) EMC 分析
? 整車線束設(shè)計(jì) EMC 分析
? 整車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) EMC 分析
? 零部件 EMC 性能管控
? 零部件需求及設(shè)計(jì)約束
? 零部件 EMC 方案評(píng)估
? 零部件 EMC 測試計(jì)劃審核
? 零部件 EMC 試驗(yàn)結(jié)果評(píng)估
? 新能源高壓系統(tǒng) EMC 開發(fā)
? 設(shè)計(jì)評(píng)估及優(yōu)化
? 臺(tái)架試驗(yàn)及整改
整車集成分析及優(yōu)化
? 整車 EMC 試驗(yàn)及整改
? 整車自兼容試驗(yàn)
EMC仿真
? 電磁發(fā)射仿真
? 抗干擾性能仿真
? 自兼容仿真
? ESD / 瞬態(tài)仿真
? 虛擬 EMC 試驗(yàn)
? 射頻天線系統(tǒng)仿真
服務(wù)優(yōu)勢(shì)
? 技術(shù)優(yōu)勢(shì) ：基于國外OEM技術(shù)體系，在國內(nèi)多年成熟運(yùn)用
? 人才優(yōu)勢(shì)：全職工程師近20人，2/3以上具有博士碩士學(xué)歷和多年行業(yè)經(jīng)驗(yàn)
? 積累優(yōu)勢(shì)：深入開展EMC正向開發(fā)13年、EMC仿真11年、新能源EMC技術(shù)10年
? 經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)：已服務(wù)汽車、軌交等領(lǐng)域50多個(gè)客戶的近百個(gè)工程項(xiàng)目
? 資源優(yōu)勢(shì)：依托經(jīng)緯恒潤代理平臺(tái)與國外廠商密切合作，擁有完善的工具鏈和外部技術(shù)支持
? 產(chǎn)品開發(fā)優(yōu)勢(shì)：每年完成多個(gè)汽車電子產(chǎn)品項(xiàng)目的EMC開發(fā)，產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)豐富
? 集群優(yōu)勢(shì)：經(jīng)緯恒潤在整車電氣方面有完整的技術(shù)體系，可提供整車電氣架構(gòu)、電氣開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)、整車測試、EMC等方面的服務(wù)，可以相互支持配合，確保項(xiàng)目順利進(jìn)行
展開 整車碰撞仿真-05（知識(shí)點(diǎn)總結(jié)）
整車碰撞工況介紹：
行人保護(hù):
Visual-CFD&OpenFoam整車外流場仿真
本次仿真采用
Visual-CFD進(jìn)行前后處理(Visual-CFD是由ESI公司專門為OpenFoam開發(fā)的前后處理軟件)，調(diào)用
OpenFoam進(jìn)行求解，操作系統(tǒng)為Windows系統(tǒng)。首先導(dǎo)入整車模型（此模型來源于網(wǎng)絡(luò)公開模型，模型包含汽車主要部件，但是不包含內(nèi)飾）。
模型整體視圖
模型底部視圖
模型內(nèi)部透視圖
模型為STL格式
導(dǎo)入模型后，設(shè)定分析類型為External Flow, 模型設(shè)定為SST-K-Omega。
設(shè)定外流場區(qū)域大小
設(shè)定模型網(wǎng)格大小以及邊界層網(wǎng)格
細(xì)化模型網(wǎng)格
設(shè)定入口條件和出口條件，入口條件設(shè)定為20m/s
設(shè)定結(jié)果監(jiān)測點(diǎn)
其余參數(shù)采用默認(rèn)值，劃分網(wǎng)格并點(diǎn)擊Run進(jìn)行計(jì)算
計(jì)算完成后進(jìn)行結(jié)果查看，
由于模型來源于網(wǎng)絡(luò)，不完全符合外流場仿真的要求，因此仿真結(jié)果僅供學(xué)習(xí)參考，不具有實(shí)際意義。
疊加速度矢量后進(jìn)行結(jié)果查看
查看壓力結(jié)果
除了這些結(jié)果外，還可以查看許多其他結(jié)果，這里不再一一截取。
文章來源：深藍(lán)的技術(shù)小站
展開 整車碰撞仿真-03
-----------------僅用于學(xué)習(xí)交流，不用于營利
目前市面上整車碰撞仿真的資料和視頻比較多，其主要講述如何按照一定的步驟和流程進(jìn)行整車碰撞模型的搭建及各工況下的仿真。然而，在整車碰撞仿真的工作中，我們?cè)谶M(jìn)行模型調(diào)整時(shí)會(huì)遇到各種各樣的問題，如何解決這些實(shí)際工作中遇到的問題顯得尤為重要。當(dāng)然提高自己這方面的能力，最直接最有效的辦法就是在項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)中不斷去調(diào)試、不斷去摸索、不斷去總結(jié)和積累經(jīng)驗(yàn)。
本案例主要針對(duì)在整車碰撞仿真中調(diào)試和修改模型遇到的錯(cuò)誤進(jìn)行交流和總結(jié)，同時(shí)也希望從事這方面的工作者能夠一起在下方留言交流。本案例是一個(gè)持續(xù)的過程，在工作之余不斷更新！
最近在遇到的問題:在模型中發(fā)現(xiàn)前期在模型搭建的過程中好多件的材料和料厚不一樣，卻被放在同一個(gè)層。為了解決這個(gè)問題，便重新按照零件號(hào)、材料牌號(hào)、料厚重新建了component，也將對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格移到新建對(duì)應(yīng)的component中，運(yùn)行模型報(bào)了這些新component上焊點(diǎn)的負(fù)體積、及節(jié)點(diǎn)速度溢出錯(cuò)誤。將單元移到部分component里面，于是我找到相應(yīng)的焊點(diǎn)實(shí)體單元?jiǎng)h掉了，對(duì)應(yīng)速度溢出的節(jié)點(diǎn)所在的焊點(diǎn)也刪除重新做，這部分解決，又將單元移到余下component里面運(yùn)行模型發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤還是會(huì)出現(xiàn)。后來找到問題的最終原因還是接觸沒有更新，焊點(diǎn)與白車身的接觸，當(dāng)我們新建component并將單元移動(dòng)到新的component一定注意新建的component一定要在你建的biw對(duì)應(yīng)的set中進(jìn)行重新更新。
總結(jié)：dyna中的錯(cuò)誤類型比較多，但是好多問題就是單位制、網(wǎng)格質(zhì)量、接觸設(shè)置等方面的原因，尤其是接觸設(shè)置的問題。
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