汽車計(jì)算機(jī)輔助工程分析cae-wenkub
2023-03-12 13:23:00 本頁(yè)面
【正文】 汽車行業(yè)是一個(gè)高速發(fā)展的行業(yè)，其競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈，在這種情況下，新產(chǎn)品推出的速度也越來越快，這也對(duì)行業(yè)的 CAE應(yīng)用提出了越來越高的要求。所謂相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)是指企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)過程中不斷積累的、能夠提供結(jié)構(gòu)形式和主要參數(shù)（包括價(jià)格、外協(xié)情況等）的數(shù)據(jù)。 ? 譬如通過優(yōu)化車架和車身的結(jié)構(gòu)參數(shù)減輕整車重量；通過優(yōu)化行走系和轉(zhuǎn)向系的參數(shù)提高整車的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性等。 CAE在汽車產(chǎn)品開發(fā)過程中的作用集中體現(xiàn)在三方面 : ? 1） CAE極大地縮短了產(chǎn)品的研制周期，在建模和分析過程中采用實(shí)體造型和參數(shù)化，模型和參數(shù)的修改都很方便，最終確定合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)所需時(shí)間得到大幅度的縮短。 汽車駕駛室開發(fā)過程中的 CAE應(yīng)用 CAE在汽車開發(fā)中的應(yīng)用與實(shí)施 ? CAE在汽車等機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)中應(yīng)用非常廣泛。這也對(duì) CAE分析提出了使用真實(shí)載荷的要求。產(chǎn)品開發(fā)要求 CAE更多地考慮非線性影響。隨著單元數(shù)目的增加，解的近似程度將不斷增大和逼近真實(shí)情況。 ? 在產(chǎn)品開發(fā)階段，企業(yè)應(yīng)用 CAE能有效地對(duì)零件和產(chǎn)品進(jìn)行仿真檢測(cè)，確定產(chǎn)品和零件的相關(guān)技術(shù)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷、優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，并極大降低產(chǎn)品開發(fā)成本。在產(chǎn)品維護(hù)檢修階段能分析產(chǎn)品故障原因，分析質(zhì)量因素等。 汽車 CAE技術(shù)的發(fā)展 ? 現(xiàn)代汽車對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了越來越高的要求，汽車結(jié)構(gòu)分析已不滿足于結(jié)構(gòu)線性彈性分析。 ? 其次，汽車零部件結(jié)構(gòu)分析的一個(gè)難點(diǎn)是分析載荷的不定因素 ，大量零部件結(jié)構(gòu)實(shí)際所受到的載荷到底是多大，往往很難明確給出。 ? 汽車整車性能，如舒適性、行駛操縱穩(wěn)定性分析也不僅僅滿足于結(jié)構(gòu)剛性簡(jiǎn)化，還要求考慮結(jié)構(gòu)變形剛度影響，進(jìn)行整車非線性系統(tǒng)分析，以達(dá)到動(dòng)態(tài)參數(shù)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。如采用有限元法（ FEM）計(jì)算機(jī)械零件的應(yīng)力和變形進(jìn)行強(qiáng)度和剛度分析；采用多體動(dòng)力學(xué)方法進(jìn)行汽車整車的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性的動(dòng)態(tài)仿真分析；采用有限元法進(jìn)行汽車碰撞分析 。 ? 2）減少了開發(fā)費(fèi)用。 ? 當(dāng)然，從實(shí)際應(yīng)用的角度來說，汽車 CAE作用的發(fā)揮還依賴于兩個(gè)重要前提 : 其一是對(duì) CAE技術(shù)的熟練掌握 。 CAE 對(duì)汽車擺臂的優(yōu)化設(shè)計(jì) 國(guó)內(nèi)汽車行業(yè) CAE技術(shù)應(yīng)用 水平亟待提高 ? 在汽車發(fā)展歷史上，至今還沒有什么技術(shù)能與 CAE技術(shù)相比，為汽車企業(yè)帶來巨大的回報(bào)。 CAE技術(shù)為汽車行業(yè)的高速發(fā)展提供具有中心價(jià)值地位的技術(shù)保障，可以為企業(yè)帶來巨大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。 大總成或者大的子系統(tǒng) CAE ? 汽車通常劃分為四大系統(tǒng)：車身、底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)、電子電器系統(tǒng)。 國(guó)內(nèi)汽車企業(yè) CAE應(yīng)用現(xiàn)狀 ? 國(guó)際上一些著名的汽車廠家如通用、福特、豐田、日產(chǎn)等以及大的零部件供應(yīng)商，在整車系統(tǒng)仿真、總成和零部件方面的 CAE應(yīng)用水平比較高，有自己的 CAE應(yīng)用規(guī)范和分析流程。從這些企業(yè)的資本組成形式可以比較清楚地了解這些企業(yè) CAE應(yīng)用的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢(shì)。有自己設(shè)計(jì)能力的企業(yè)， CAE應(yīng)用比較好，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層也很重視，而且 CAE在關(guān)鍵部件應(yīng)用水平也相對(duì)高?？傮w來講，中國(guó)的轎車企業(yè) CAE應(yīng)用水平相對(duì)較高，卡車次之，客車企業(yè)屬于起步階段。 ? 要解決好汽車行業(yè) CAE應(yīng)用的上述問題， 首先，汽車行業(yè)相關(guān)廠商的領(lǐng)導(dǎo)層要充分認(rèn)識(shí) CAE的作用和難度，特別是后者 。因此，當(dāng)企業(yè)有了 CAE人員之后，就要努力建立企業(yè)自己的 CAE分析標(biāo)準(zhǔn)。 一、剛度和強(qiáng)度分析 ? 有限元法在機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度分析方面因具有較高的計(jì)算精度而得到普遍采用，特別是在材料應(yīng)力 應(yīng)變的線性范圍內(nèi)更是如此。另外，就整個(gè)汽車而言，當(dāng)車架和車身重量減輕后，整車重量也隨之降低，從而改善整車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性等性能。缸蓋開裂事件時(shí)有發(fā)生。為此，國(guó)際汽車界制定 NVH標(biāo)準(zhǔn)，即噪音(Noise)、振動(dòng) (Vibration)、平穩(wěn)(Harshness)三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，通俗稱為乘坐轎車的“舒適感”。 目前將汽車的 NVH分析分為部件的 NVH分析和整車的 NVH分析，并按頻段分為三種： 低頻 NVH（ 5080Hz）：分析基礎(chǔ)方法為線性動(dòng)態(tài)分析法（如
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