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汽車工業

汽車工業是當前世界最重要的行業之一,也是競爭最為激烈的行業之一。在現代汽車設計流程中CAE分析起著非常大的作用,激烈競爭的汽車市場對汽車的開發周期和質量性能提出了很高的要求,CAE的作用就在于它能驅動精益設計和快速汽車開發流程,可以大量的節省開發成本,縮短開發周期。

CAE技術的應用,為汽車企業帶來了巨大的回報。統計表明,應用CAE技術后,新車的開發期的費用從占開發成本的比例從80%~90%下降到8%~12%。例如:美國福特汽車公司2000年應用CAE后,開發后期修改率減少50%,原型車和試驗成本減少50%,投資收率提高50%。豐田汽車開發新型花冠乘用車運用了CAE技術,將開發時間縮短到了18個月。馬自達依靠CAE與試驗來縮短產品試驗和樣車完成時間,其產品樣車的完成由3.5個月縮短到1.5個月,試驗周期從4.5個月縮短到2.5個月。

如果說CAD是在幫助工程師創造更豐富、更優美、更實用的幾何實體設計,那么CAE則在產品設計的質量、壽命、性能和成本等方面發揮著更加重要的作用。CAE技術主要應用有限元方法、仿真技術、優化設計。CAE技術的應用幾乎貫穿了汽車設計的全過程,在現代汽車產品設計中扮演的較色越來越重要,典型仿真分析包括:

1.整車系統分析

1) CFD分析

CFD分析建模

整車外流場CFD分析

空氣動力學分析

后視鏡空氣動力學分析

氣動外形分析優化

HVAC空調系統CFD分析

空調風道流場分析

除霧除霜分析

乘員艙舒適性分析

空調系統部件匹配分析

發動機艙熱管理分析

一維熱管理規劃分析

三維熱管理CFD分析

空氣動力學噪聲分析

后視鏡、車窗邊柱、雨刷、天線

天窗、門、側窗

進氣、排氣系統

HVAC送風機、管路、冷卻風扇

2) 碰撞安全性能分析

碰撞安全分析建模

C-NCAP 100%正碰分析

C-NCAP 40%偏置碰分析

C-NCAP側碰分析

追尾碰撞分析

行李位移乘員防護裝置性能分析

行人保護分析

座椅和安全帶安裝固定點強度分析(FMVSS 207/210)

車內頭部碰撞(FMVSS 201)

前、后保險杠碰撞分析

側門碰撞強度分析(FMVSS 214)

車頂壓潰分析(FMVSS 216)

乘員約束系統匹配及優化(正、偏置、側)

3) 輛耐久性分析

車輛耐久性分析建模

車身強度剛度分析

車門強度剛度分析

內外飾件強度剛度分析

其它閉合件強度剛度分析

懸架強度剛度分析

疲勞耐久性分析

4) 車輛NVH性能分析

NVH有限元仿真建模部分

白車身有限元建模

開閉件有限元建模

帶內飾車身有限元建模

聲腔(Acoustic cavity)建模

動力總成與底盤系統建模

整車有限元模型

車身及附件NVH分析

車身主要接頭剛度、斷面分析

白車身靜剛度、開口對角度分析

BIW/BIP自由模態分析

聲腔模態分析

座椅模態分析

方向盤模態分析

TRIMMED BODY模態分析

TRIMMED BODY 車身接附點動剛度分析

TRIMMED BODY噪聲傳遞函數分析(NTF)

TRIMMED BODY振動傳遞函數分析(FRF)

零部件NVH分析

副車架剛度(POINT MOBILITY)分析

副車架模態分析

開閉件模態分析

動力總成懸置優化分析

發動機支架模態分析

排氣系統吊耳優化分析

傳動系統模態分析

整車低頻NVH分析

整車模態分析/模態分解表制定

整車怠速振動、噪聲分析

輪胎不平衡振動分析

路面噪聲分析(ROUGH ROAD & COARSE ROAD)

傳動軸不平衡車內振動和噪聲敏感度分析

碰撞條分析(IMPACT HARDNESS)

聲學包裝計算

5) 車輛動力學性能分析

懸架K&C分析

懸架的運動學(Kinematics)分析

懸架靜力學(Compliance)分析

整車有限元模型

整車底盤性能開發

整車操穩(Handling)分析

整車平順性分析

準靜態和疲勞載荷提取計算

2.車輛零部件CAE分析

1) 發動機系統CAE分析

發動機一維性能分析

發動機三維CFD分析

汽缸蓋、水套、機體CFD冷卻流場分析與優化

冷卻水泵CFD分析計算及優化

機構運動學、動力學仿真分析

振動噪聲分析

結構強度剛度疲勞分析

連桿強度分析

軸孔扭曲的分析

連桿系統的機構模擬

機體模態分析

發動機缸蓋溫度場分析

缸體缸蓋溫度場分析

缸體及軸承蓋裝配體應力分析

發動機機蓋聲學分析

2) 進排氣系統CAE分析

排氣歧管的裂紋分析

氣歧管強度分析

消聲器聲固耦合分析

3) 傳動系CAE分析

齒輪傳動分析

差速器接觸狀態分析

傳動系NVH分析

萬向節接觸分析

4) 行駛系CAE分析

前后橋塑性變形分析

車架多工況分析

懸架系統安裝過程分析

鋼板彈簧強度分析

路面譜激勵下的底盤強度分析

5) 輪胎分析

裝配及充氣分析

輪胎印跡分戲

輪胎穩態滾動分析

充氣輪胎的聲固耦合分析

輪胎振動特性分析

輪胎生熱分析

穩態滾動中的輪胎磨損分析

輪胎瞬態沖擊模擬

6) 轉向與制動系分析

制動器靜力學分析

剎車盤嘯聲分析

盤式制動器剎車過程分析

剎車盤熱固耦合分析


圖片6.png

圖片7.png

圖片8.png

碰撞分析


密封分析


總成模態分析


輪胎瞬態沖擊模擬



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