(汽車行業(yè))汽車CAE工程分析

1、（汽車行業(yè)）汽車 CAE 工程分析汽車CAE 工程分析汽車 X 公司建立高性能的計算機輔助工程分析系統(tǒng)，其專業(yè)CAE 隊伍和產(chǎn)品開發(fā)同步地廣泛開展 CAE 應(yīng)用，在指導(dǎo)設(shè)計、提高質(zhì)量、降低開發(fā)成本和縮短開發(fā)周期上發(fā)揮著日益顯CAE NVH 分析、機構(gòu)運動分析正在著手研究，此外仍有焊裝模擬分析、噴涂模擬分析等。X 公司建立高性能的計算機輔助工程分析系統(tǒng)，其專業(yè)CAE 隊伍和產(chǎn)品開發(fā)同步地廣泛開展 CAE 應(yīng)用，在指導(dǎo)設(shè)計、提高質(zhì)量、降低開發(fā)成本和縮短開發(fā)周期上發(fā)揮著日益顯CAE 應(yīng)用于車身開發(fā)上成熟的方面主要有：剛度、強度（和零部件分析，以實現(xiàn)輕量化設(shè)計NVH 分析（各種振動、噪聲，包括摩擦噪聲

2、、風(fēng)噪聲等、機構(gòu)運動分析等；而車輛碰撞模擬分析、金屬板件沖壓成型模擬分析、疲勞分析和空 氣動力學(xué)分析的精度有進壹步提高，已投入實際使用，完全能夠用于定性分析和改進設(shè)計， 大大減少了這些費用高、周期長的試驗次數(shù)；虛擬試車場整車分析正在著手研究，此外仍有 焊裝模擬分析、噴涂模擬分析等。壹、剛度和強度分析有限元法在機械結(jié)構(gòu)強度和剛度分析方面因具有較高的計算精度而到普遍采用，特別是在材 料應(yīng)力ANSYSNASTRAN等大型軟件都提供了極為方便的分析手段。車架和車身的強度和剛度分析：車架和車身是汽車中結(jié)構(gòu)和受力都較復(fù)雜的部件，對 整車重量也隨之降低，從而改善整車的動力性和經(jīng)濟性等性能。通過對齒輪齒根彎曲

3、應(yīng)力和齒面接觸應(yīng)力的分析，優(yōu)化齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)，提高齒輪的承載載力 和使用壽命。發(fā)動機零件的應(yīng)力分析：以發(fā)動機的缸蓋為例，其工作工程中不僅受到氣缸內(nèi)高壓氣 的辦法加以改進，無法從根本上解決問題。有限元法提供了解決這壹問題的根本途徑。二、NVH 分析近年來，隨著人們環(huán)保意識的增強，對汽車提出了更高要求。為此，國際汽車界制定 NVH 標(biāo)準(zhǔn)，即噪音(Noise)、振動(Vibration)、平穩(wěn)(Harshness)三項標(biāo)準(zhǔn)，通俗稱為乘坐轎車的“舒適感”。對 NVH 轎車以時速40 NVH 100%75%， 韓國轎車為 50%。歐洲轎車懸架技術(shù)較高，所以乘坐舒適，日本轎車設(shè)計時將人體工程學(xué)考慮在內(nèi)，對提

4、高乘坐舒適感有很大幫助。三、機構(gòu)運動分析度的變化規(guī)律。機構(gòu)運動分析的方法很多，主要有圖解法和解析法。四、車輛碰撞模擬分析5的事故，因此提高汽車被動安全性日趨重要。五、金屬板沖壓成型模擬分析由于沖壓成型材料利用率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，故這壹工藝方法在汽車 仍是沖壓模具的設(shè)計、制造，都要經(jīng)過多次修改才能確定。這種反復(fù)的調(diào)試過程造成企業(yè)人 力、物力和財力的大量消耗，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期難以保證。觀察到模具結(jié)構(gòu)、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(shù)（皺曲、破裂）使試模時間大大縮短，從而減少制模成本。六、疲勞分析傳統(tǒng)的疲勞技術(shù)由許多經(jīng)驗公式組成。這些經(jīng)驗公式根

5、據(jù)壹些理論框架，從材料、零件或結(jié) 構(gòu)的疲勞試驗數(shù)據(jù)中擬合而成。驗證產(chǎn)品的疲勞性能壹般需要進行疲勞試驗。疲勞分析依賴 于準(zhǔn)確的試驗數(shù)據(jù)，同時也需要得到試驗驗證。過去，常規(guī)設(shè)計定型樣機疲勞試驗需要幾年 （數(shù)字信息和計算機技術(shù)（數(shù)字仿真）結(jié)合進入機械設(shè)計領(lǐng)域，將機械強度壽命由定性設(shè)計提高到定量 設(shè)計。它立足于隨機、動態(tài)，整個受載過程的每壹實時信號都參和設(shè)計，而不僅僅是壹個最 大值?，F(xiàn)代疲勞試驗技術(shù)只需在計算機上用仿真技術(shù)，用載荷譜模擬和加載，預(yù)測壽命和反 饋優(yōu)化。這可把試驗時間壓縮到原來的十分之壹、百分之壹，大大降低了開發(fā)成本，縮短了 開發(fā)周期。事件（如開門、關(guān)門、剎車等，重現(xiàn)這壹載荷輸入。這壹載荷

6、重現(xiàn)通?？赡茉谳^短的時間里完成，因此，能夠達到試驗加速的目的。七、空氣動力學(xué)分析汽車周圍的空氣流動情況和空氣對汽車的作用力（稱為空氣動力能等方面的影響。為了減少空氣阻力系數(shù)，現(xiàn)代轎車的外形壹般用園滑流暢的曲線去消隱車身上的轉(zhuǎn)折線。前 車尾后箱蓋短而高翹，后冀子板向后收縮，擋風(fēng)玻璃采用大曲面玻璃，且和車頂園滑過渡， 25 度33 度之間，側(cè)窗和車身相平，前后燈具、門手把嵌入助于減少空氣阻力系數(shù)。八、虛擬試車場整車分析CAE X 公司在 ANSYS/LS-DYAN （virtualprovingground,VPG）VPG 是汽車CAE 技術(shù)領(lǐng)域中壹個很有代表性的進展。VPG 是在 ANSYS/L

7、S-DYAN 軟件平臺上二次開發(fā)推出的，以整車系統(tǒng)為分析對象，考慮系整 ”效果的計算機仿真技術(shù)。九、焊裝模擬分析企業(yè)迫切需要解決的問題。傳統(tǒng)的機器人焊接路徑規(guī)劃方法是根據(jù)設(shè)計人員提供的工位上的焊點數(shù)量和焊接順序，由工 藝人員根據(jù)經(jīng)驗或類似工藝離線編制機器人加工程序，設(shè)計加工工藝。所編寫的程序輸入到 這不僅耗時、費力，同時對于多機器人加工的碰撞問題無法解決。壹旦涉及多機器人協(xié)同加 工，則往往在實驗室中采用步進式逼近方法配合專家經(jīng)驗加以解決，以免發(fā)生碰撞，損壞設(shè) 備。為此，現(xiàn)代車身焊裝模擬分析結(jié)合虛擬制造技術(shù)，在仿真環(huán)境下，運用相應(yīng)的優(yōu)化算法對車 身焊裝工位的機器人加工路徑進行離線規(guī)劃，且通過仿真加工進行驗證，從而達到指導(dǎo)實際 生產(chǎn)的目的。虛擬制造的基礎(chǔ)是采用計算機支持的技術(shù)，應(yīng)用數(shù)字建模和仿真技