約束系統(tǒng)仿真分析的案例
約束系統(tǒng)仿真分析，有沒有需要的？
汽車行業(yè)不是很景氣，本人從事CAE仿真7年多，汽車約束系統(tǒng)仿真分析5年多，打算接一些約束系統(tǒng)仿真分析的工作，不知道有沒有需要的？
設(shè)計(jì)仿真 | 基于ODYSSEE 的機(jī)器學(xué)習(xí)方法在汽車約束系統(tǒng)魯棒性分析中的應(yīng)用
基于R2精度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，采用交叉驗(yàn)證法對(duì)駕駛員側(cè)約束系統(tǒng)碰撞仿真結(jié)果進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)算法尋優(yōu)。結(jié)果表明，本征正交分解（POD）+Kriging方法在所有算法中精度最高。
圖3 (a) 機(jī)器學(xué)習(xí)模型搭建；(b) 機(jī)器學(xué)習(xí)模型精度對(duì)比
假人傷害魯棒性分析
假人傷害魯棒性分析需要大量碰撞仿真，利用上述訓(xùn)練的高精度機(jī)器學(xué)習(xí)模型，能夠快速計(jì)算不同輸入?yún)?shù)下系統(tǒng)的各個(gè)響應(yīng)曲線，大大提高工作效率。
使用蒙特卡洛方法進(jìn)行數(shù)據(jù)的采樣，假定3個(gè)設(shè)計(jì)變量滿足均值為設(shè)計(jì)值，均方差為設(shè)計(jì)值3.3%的正態(tài)分布。
從圖4統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，在魯棒性分析中，假人總得分均值略高于設(shè)計(jì)值，如考慮可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)（如6σ設(shè)計(jì)要求），約束系統(tǒng)關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)參數(shù)仍需進(jìn)一步優(yōu)化，以確保假人在物理試驗(yàn)中得分滿足預(yù)設(shè)的星級(jí)開發(fā)目標(biāo)。
圖4. 假人總得分分布圖
應(yīng)用價(jià)值
基于ODYSSEE的POD降階算法，使用少量的樣本點(diǎn)，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)汽車約束系統(tǒng)中假人傷害曲線的高精度預(yù)測(cè)，可以有效提高仿真工程師的工作效率。
通過POD降階模型，與蒙特卡洛采樣方法的結(jié)合，能有效評(píng)估假人得分魯棒性，為性能開發(fā)人員快速提供參數(shù)調(diào)整依據(jù)。
展開 乘員約束系統(tǒng)碰撞仿真
1正面碰撞前排乘員約束系統(tǒng)介紹
隨著車輛的使用，車內(nèi)乘員安全性最先被關(guān)注。要保證乘員的安全不但要靠車身吸收碰撞能量和保持乘員艙的完整性，更重要的是還要使用約束系統(tǒng)來對(duì)乘員進(jìn)行減速緩沖。乘員約束系統(tǒng)仿真就是將乘員約束系統(tǒng)的基本特性添加到乘員及約束系統(tǒng)的模型中，對(duì)模型進(jìn)行加載仿真計(jì)算，最終求得假人不同位置的傷害值，然后根據(jù)假人的傷害值對(duì)車輛的安全情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。
約束系統(tǒng)包括座椅、安全帶，氣囊三個(gè)主要部件，它們均為安全裝置，其功能則是通過約束乘員降低乘員與內(nèi)飾接觸和受傷的風(fēng)險(xiǎn)，是降低乘員傷亡風(fēng)險(xiǎn)的第二道防線。其中安全帶是最有效的乘員保護(hù)裝置，在碰撞中（包括緊急制動(dòng)和翻滾）約束乘員，通過乘員身上最強(qiáng)的部位（肩和骨盆）接受約束力。氣囊為輔助安全裝置，填充乘員和方向盤、儀表板之間的空間，使乘員較為均勻的受力（相比安全帶而言），從而減少頭部轉(zhuǎn)動(dòng)，保護(hù)頭部和頸部。
座椅安全帶自1950年代開始使用，通過不斷改進(jìn)，現(xiàn)在三點(diǎn)式安全帶基本成為定型。氣囊從1970年代被發(fā)明，不斷改進(jìn)，到1980-90年代在車上逐漸成為標(biāo)配。基于交通事故傷亡統(tǒng)計(jì)和分析的方法已有結(jié)論顯示，安全帶和氣囊是有效的乘員碰撞保護(hù)裝置，能降低傷亡風(fēng)險(xiǎn)。
2 一維質(zhì)量彈簧系統(tǒng)
從機(jī)械工程控制角度來看，任何元件或系統(tǒng)都可以用質(zhì)量、彈簧、阻尼器三個(gè)基本要素表示，建立一維質(zhì)量彈簧系統(tǒng)分析，如圖1所示：
圖1 機(jī)械工程控制的三個(gè)基本要素
故本次碰撞根據(jù)機(jī)械工程控制的三個(gè)基本要素建立了質(zhì)量-彈簧模型，如下圖2所示。其中δ為約束間隙，K為約束剛度，F(xiàn)為車輛前端剛度，M0為乘員質(zhì)量，MV為車輛質(zhì)量。
圖2 碰撞質(zhì)量-彈簧模型
3乘員約束系統(tǒng)的建立
乘員約束系統(tǒng)的建立分為簡(jiǎn)化計(jì)算模型與完全計(jì)算模型。
展開 乘用車約束系統(tǒng)CAE仿真
一、仿真背景
正面碰撞約束系統(tǒng)模型是參考滑臺(tái)試驗(yàn)要求的滑車建立的，主要評(píng)價(jià)車內(nèi)約束系統(tǒng)部件在發(fā)生碰撞時(shí)對(duì)乘員的保護(hù)效果，并通過對(duì)約束系統(tǒng)部件優(yōu)化以使保護(hù)效果最大化，從而指導(dǎo)設(shè)計(jì)滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)和相應(yīng)法規(guī)。為了減少計(jì)算時(shí)間和提高計(jì)算效率，只需包含在碰撞過程中會(huì)與乘員發(fā)生接觸的部件，和滑車一樣，這些部件主要包括白車身、儀表臺(tái)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、座椅、氣囊和安全帶等。正面碰撞包括正面100%剛性壁障碰（以下簡(jiǎn)稱FFR）和正面40%偏置可變形壁障碰（以下簡(jiǎn)稱ODB），F(xiàn)FR 和ODB 建模思路一樣。
二、仿真工具
本文采用Oasys、HyperWorks 前后處理器和LS-DYNA V971 求解器。
三、模型簡(jiǎn)介
剛化白車身，并把重心設(shè)置在B 柱一個(gè)加速度傳感器的布置位置，如左B 柱下端。首先，在對(duì)應(yīng)白車身剛體下定義*PART_INERTIA，在其“DODEID”下定義重心位置或通過“XC、YC、ZC”定義重心坐標(biāo)。然后，在“IRCS”選“1”為局部坐標(biāo)系，并在“CID”下定義該局部坐標(biāo)系。最后，在對(duì)應(yīng)白車身剛體的材料*MAT_RIGID 下把“LCO”定義和“CID”一樣
四、仿真動(dòng)畫（手機(jī)APP用戶要點(diǎn)擊圖片才能看到動(dòng)畫哦）
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代做安全結(jié)構(gòu) 行人保護(hù) 約束系統(tǒng)和零部件仿真
代做安全結(jié)構(gòu) 行人保護(hù) 約束系統(tǒng)和零部件仿真，價(jià)格優(yōu)惠，有意者私聊。
轎車約束系統(tǒng)MADYMO分析論文
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『分享』帶約束非線性多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程數(shù)值分析方法
Lagrange 方法是建立帶約束多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的普遍方法之一,其方程的形式為微分2代
數(shù)方程組,數(shù)值計(jì)算與數(shù)值分析是研究多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的重要方法。本文利用縮并法給出了
帶約束多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的隱式數(shù)值計(jì)算方法和Lyapunov 指數(shù)的計(jì)算方法。將數(shù)值仿真、Lya2
punov 指數(shù)計(jì)算和Poincare 映射有機(jī)結(jié)合,分析非線性多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為。通過一個(gè)算例,說明
該方法的有效性。
帶約束非線性多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程數(shù)值分析方法.pdf
展開 Moldex3D仿真分析之自動(dòng)建構(gòu)與分析系統(tǒng)化流程
CAE軟件用戶多半仰賴經(jīng)驗(yàn)來設(shè)定成型參數(shù)，使開發(fā)產(chǎn)品的分析結(jié)果可以符合預(yù)期；在制造端則常采科學(xué)試模，透過參考機(jī)臺(tái)響應(yīng)與實(shí)際制程參數(shù)，進(jìn)而調(diào)整加工過程中的各項(xiàng)參數(shù)，以科學(xué)系統(tǒng)化的方式改善生產(chǎn)制程、提高生產(chǎn)質(zhì)量。Moldex3D結(jié)合CAE與科學(xué)試模過程，開發(fā)出 成型窗口顧問 （Molding Window Advisor，MWA），此工具可自動(dòng)建構(gòu)與分析系統(tǒng)化流程，取代須人為操作的試模流程，用戶可透過一鍵執(zhí)行分析，并實(shí)時(shí)獲取分析結(jié)果，以更簡(jiǎn)易、便利的方式找到合適成型條件，相關(guān)流程如圖一所示。
圖一、結(jié)合CAE與科學(xué)試模之自動(dòng)化分析過程
成型窗口顧問透過自動(dòng)與系統(tǒng)化分析，可以為使用者提供建議的成型條件，并依據(jù)充填、保壓階段的結(jié)果，生成在不同設(shè)定條件下的響應(yīng)曲線，如圖二所示。用戶能藉可視化數(shù)據(jù)直觀觀察、分析歷程響應(yīng)與成型特性之間的關(guān)系，進(jìn)一步了解各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)（如壓力、時(shí)間等因素）對(duì)產(chǎn)品的影響。
圖二、科學(xué)試模結(jié)果：建議成型條件與響應(yīng)曲線
在射出成型中，成型窗口（Molding Window）的定義為能穩(wěn)定生產(chǎn)良品的加工條件范圍。Moldex3D的成型窗口顧問會(huì)分析不同條件下成型條件與產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)系，提供可行的成型窗口范圍，如圖三所示。在調(diào)整成型過程時(shí)，此功能將有助成型工程師快速找出不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的條件范圍，并實(shí)時(shí)修正。此外，成型窗口顧問亦基于AI技術(shù)提供質(zhì)量預(yù)測(cè)功能，讓用戶快速獲取在不同條件下所預(yù)測(cè)的質(zhì)量結(jié)果，作為調(diào)整條件時(shí)的重要參考依據(jù)，如圖四所示。
圖三、科學(xué)試模結(jié)果：成型窗口
圖四、科學(xué)試模質(zhì)量預(yù)測(cè)器
成型窗口顧問幫助用戶設(shè)定系統(tǒng)化的CAE科學(xué)試模條件，可快速找到最適合的成型參數(shù)，并可串接智能成型引導(dǎo)功能，在實(shí)際生產(chǎn)前實(shí)時(shí)修正問題，協(xié)助實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)、加速產(chǎn)品上市時(shí)間。
展開 MADYMO乘員約束系統(tǒng)模擬
乘員約束系統(tǒng)(occupant restraint systems)包括：安全氣囊，安全帶，座椅，方向盤，轉(zhuǎn)向柱和儀表板等。這些安全部件必須經(jīng)過嚴(yán)格的優(yōu)化整合，才能夠?qū)︸{駛員發(fā)揮最有效的保護(hù)作用。
乘員約束系統(tǒng)整合是一個(gè)非常復(fù)雜的優(yōu)化設(shè)計(jì)過程。利用CAE仿真模擬，可以大大減少物理試驗(yàn)的次數(shù)，從而降低產(chǎn)品開發(fā)成本和周期。
此例子為應(yīng)用MADYMO軟件進(jìn)行正面碰撞情況下的約束系統(tǒng)優(yōu)化整合，用于確定安全氣囊的最佳點(diǎn)火時(shí)刻，氣囊容積，排氣孔大小等等參數(shù)，對(duì)于安全帶系統(tǒng)，則需要確定最佳的預(yù)張緊機(jī)構(gòu)觸發(fā)時(shí)間，安全帶的拉伸率等設(shè)計(jì)參數(shù)。
243233-a_frontalfc_s.rar
展開 約束系統(tǒng)開發(fā)（側(cè)面碰撞）
約束系統(tǒng)開發(fā)（側(cè)面碰撞）
電動(dòng)汽車電機(jī)總成懸置系統(tǒng)仿真分析及優(yōu)化
摘要
：為了對(duì)電動(dòng)汽車電機(jī)懸置系統(tǒng)的固有特性進(jìn)行分析，利用 ＡＤＡＭＳ 建立電機(jī)懸置系統(tǒng)六自由度仿真模型，計(jì)算電機(jī)總成懸置系統(tǒng)的固有頻率和能量解耦率，得出懸置系統(tǒng)各階固有頻率均大于內(nèi)燃機(jī)汽車，且繞電機(jī)軸線方向振動(dòng)的固有頻率遠(yuǎn)大于內(nèi)燃機(jī)汽車，整車豎直方向和俯仰方向存在嚴(yán)重的振動(dòng)耦合。通過改變電機(jī)的懸置位置和剛度對(duì)電機(jī)懸置系統(tǒng)進(jìn)行仿真優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果表明：通過改變電機(jī)的懸置位置和剛度，可以使懸置系統(tǒng)的固有頻率分布更加合理，能量解耦率得到提高。
關(guān)鍵詞
：電動(dòng)汽車；電機(jī)懸置系統(tǒng)；ＡＤＡＭＳ；仿真
全球能源危機(jī)、環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，純電動(dòng)汽車作為新能源汽車的一個(gè)重要方向，符合國(guó)家節(jié)能環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)諸多汽車制造廠和研究機(jī)構(gòu)對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行了深入研究［１］
。電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的振動(dòng)噪聲源差別較大。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的噪聲主要來源于發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、進(jìn)排氣噪聲、散熱風(fēng)扇噪聲、傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲、路面輪胎噪聲、車身振動(dòng)噪聲和風(fēng)噪聲［２］。電動(dòng)汽車由于沒有發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲和進(jìn)排氣噪聲這兩大主要噪聲，其噪聲比內(nèi)燃機(jī)汽車噪聲在一般工況下減小很多［３］，但由于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的特殊性，在加速時(shí)電機(jī)會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，并且瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩沖擊較大［４-６］，這些振動(dòng)和沖擊會(huì)傳給車架，引起
車內(nèi)振動(dòng)噪聲和部件的疲勞破壞，此時(shí)噪聲比內(nèi)燃機(jī)汽車噪聲要大。
牽引電機(jī)通過懸置系統(tǒng)安裝在汽車車架上，懸置系統(tǒng)支撐電機(jī)的重量，對(duì)動(dòng)力總成與車架間的振動(dòng)起雙向隔離作用［７-９］。驅(qū)動(dòng)電機(jī)在工作過程中，在懸置系統(tǒng)某一個(gè)自由度方向作用變化的激振力，并引起該方向的振動(dòng)時(shí)，導(dǎo)致其他自由度方向的振動(dòng)，出現(xiàn)耦合振動(dòng)。由于耦合振動(dòng)擴(kuò)大了振動(dòng)頻率的范圍，為了達(dá)到相同程度的隔離效果，懸置必須要更軟，從而使得穩(wěn)定性降低。因此，需要對(duì)懸置系統(tǒng)進(jìn)行解耦優(yōu)化。
展開 會(huì)后分享 | 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)EMC仿真分析技術(shù)
本文由上海安世亞太高頻電磁工程師王晨希先生在昆山舉辦的中國(guó)新能源汽車零部件展會(huì)的同期研討會(huì)上所發(fā)表的演講，此內(nèi)容詳細(xì)地講解了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)EMC仿真分析技術(shù)。
如果您想要了解更多上海安世亞太業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的產(chǎn)品模塊售前等信息，請(qǐng)關(guān)注我們，后臺(tái)留下您的信息，我們將盡快與您取得聯(lián)系~
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知識(shí)專區(qū)—高頻
基于STAR-CCM+汽車除霜系統(tǒng)CFD仿真分析與優(yōu)化
摘要：汽車空調(diào)除霜性能對(duì)汽車駕駛和交通安全起著重要作用，文章基于STAR-CCM+通過CFD方法對(duì)某重型卡車的空調(diào)除霜性能進(jìn)行分析，找出除霜系統(tǒng)的優(yōu)化方案。通過對(duì)除霜系統(tǒng)出風(fēng)口位置、出風(fēng)口格柵結(jié)構(gòu)、風(fēng)管管道及出風(fēng)格柵方向進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)改進(jìn)，除霜性能在-30°得到改善與提升，最終得到滿足設(shè)計(jì)要求的除霜系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：STAR-CMM+;除霜系統(tǒng);CFD;風(fēng)量分配;優(yōu)化設(shè)計(jì);
引言
在寒冷天氣下，當(dāng)車內(nèi)空氣和寒冷車窗表面接觸時(shí)，空氣中的水分受溫度降低的影響飽和析出，形成水汽。當(dāng)空氣溫度下降到零度以下時(shí)，水汽就會(huì)在玻璃表面凝華產(chǎn)生冰晶，汽車擋風(fēng)玻璃上冰晶凝結(jié)形成的冰霜會(huì)嚴(yán)重影響駕駛員視野，對(duì)行車安全產(chǎn)生危害，因此如何快速除霜對(duì)行車安全至關(guān)重要。GB11555—2009對(duì)汽車除霜系統(tǒng)性能和試驗(yàn)方法做出了嚴(yán)格的規(guī)定（M1類汽車強(qiáng)制執(zhí)行）。參考此標(biāo)準(zhǔn)，重型卡車一般要求試驗(yàn)開始20 min后，A區(qū)域需完成80%除霜；試驗(yàn)開始35 min后，A區(qū)域需完成100%除霜，B區(qū)域需完成95%的除霜，如圖1所示。
圖1 除霜A、B區(qū)域劃分
基于重卡的傳統(tǒng)除霜系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，待樣車制造完成后，利用試驗(yàn)核查其實(shí)際性能效果，費(fèi)用高，設(shè)計(jì)整改周期長(zhǎng)。本文通過STAR-CMM+軟件以及CFD數(shù)值模擬技術(shù)，在某重型卡車的研發(fā)過程中，對(duì)空調(diào)的除霜性能進(jìn)行前期理論分析，對(duì)除霜風(fēng)道、格柵出口面積及角度等關(guān)鍵部位進(jìn)行分析和優(yōu)化，使整車的除霜性能大幅提升，且優(yōu)化結(jié)果在實(shí)車中得到了有效驗(yàn)證。
1 空調(diào)除霜風(fēng)道CFD仿真分析
1.1 基本理論
在STAR-CCM+中擋風(fēng)玻璃和側(cè)窗玻璃的除霜模擬包括兩個(gè)過程：整個(gè)除霜計(jì)算域內(nèi)的流場(chǎng)穩(wěn)態(tài)計(jì)算和除霜過程的瞬態(tài)計(jì)算。
展開 整車正面碰約束系統(tǒng)后處理Hyperworks
配套免費(fèi)視頻課程見技術(shù)鄰->中沫工程師-小周->HyperMesh聯(lián)合Primer整車約束系統(tǒng)前后處理
整車正面碰約束系統(tǒng)后處理是基于正面碰整車模型基礎(chǔ)，完善假人、安全帶、氣囊設(shè)置，進(jìn)行正面碰撞計(jì)算（50km/h 正面碰 60ms），對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)提取與評(píng)價(jià)，其提取方面包括：
1.頭部傷害：頭部傷害值HIC、3ms合成加速度
2.頸部傷害值：剪切力Fx、伸張力Fz、伸張彎矩My
3.胸部傷害值：壓縮變形量、粘性指數(shù)VC
4.大腿傷害值：大腿力、膝蓋滑動(dòng)位移
5.小腿傷害值：小腿壓縮力、小腿脛骨指數(shù)
以下，基于Hyperworks后處理系統(tǒng)分步驟說明：
1.頭部傷害：頭部傷害值HIC、3ms合成加速度
（1）頭部加速度曲線提取
（2）提取頭部傷害值
（3）頭部傷害3ms合成加速度提取與頭部傷害評(píng)價(jià)
2.頸部傷害值：剪切力Fx、伸張力Fz、伸張彎矩My
（1）頸部傷害值-剪切力Fx提取與評(píng)價(jià)
（2）頸部傷害值-伸張力Fz提取與評(píng)價(jià)
（3）頸部傷害值-伸張彎矩My提取與評(píng)價(jià)
（4）頸部傷害值評(píng)價(jià)
3.胸部傷害值：壓縮變形量、粘性指數(shù)VC
（1）胸部傷害值-壓縮變形量提取與評(píng)價(jià)
（2）胸部傷害值-粘性指數(shù)VC提取與評(píng)價(jià)
4.大腿傷害值：大腿力、膝蓋滑動(dòng)位移
（1）大腿傷害值-大腿力提取與評(píng)價(jià)（這里為說明方法，僅提取左大腿力）
（2）大腿傷害值-膝蓋滑動(dòng)位移提取與評(píng)價(jià)
5.小腿傷害值：小腿壓縮力、小腿脛骨指數(shù)
（1）小腿傷害值-小腿壓縮力提取與評(píng)價(jià)
（2）小腿傷害值-小腿脛骨指數(shù)提取與評(píng)價(jià)
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