汽车设计中CAE技术的运用
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汽车制造中的CAE系统应用在汽车制造业中,计算机辅助工程(CAE)系统已成为产品设计和制造过程中不可或缺的一部分。
CAE系统通过模拟和分析产品的性能,为汽车制造商提供了在产品上市前发现和解决潜在问题的能力。
本文将深入探讨CAE系统在汽车制造中的应用,并强调其在提高产品质量、降低成本和缩短上市时间方面的重要性。
汽车制造中的CAE系统CAE系统是一种利用计算机模拟和分析产品性能的工程技术。
在汽车制造中,CAE系统主要用于以下方面:结构强度分析结构强度分析是汽车制造中最重要的CAE应用之一。
通过对汽车结构进行有限元分析,可以评估其在各种载荷条件下的强度和耐久性。
这有助于确保汽车在正常使用过程中能够承受预期的载荷,同时避免因结构疲劳导致的故障。
模态分析模态分析是研究结构固有振动特性的一种方法。
在汽车制造中,模态分析有助于评估汽车结构对共振条件的敏感性。
通过识别和减少固有频率的差异,可以降低汽车在行驶过程中的噪音和振动,提高乘坐舒适性。
流体动力学分析流体动力学(CFD)分析用于研究汽车在行驶过程中与空气的相互作用。
通过CFD分析,可以优化汽车的外观设计,减少空气阻力,提高燃油效率。
此外,CFD分析还用于评估汽车尾气排放对环境的影响。
热力学分析热力学分析是评估汽车组件在运行过程中的温度分布和热传递特性的方法。
在汽车制造中,热力学分析有助于优化发动机和其他热力学系统的性能,提高能源利用效率。
多体动力学分析多体动力学(MBD)分析用于研究汽车组件在相互作用下的动态行为。
通过MBD分析,可以评估悬挂系统、传动系统和车辆动力学的性能,从而提高汽车的操控性和稳定性。
CAE系统在汽车制造中的应用具有重要意义。
通过使用CAE系统,汽车制造商可以在产品上市前发现和解决潜在问题,提高产品质量、降低成本并缩短上市时间。
随着计算机技术的不断发展,CAE系统在汽车制造中的应用将继续扩大,为汽车制造商提供更多的设计优化和制造效率。
疲劳分析疲劳分析是评估汽车结构在循环载荷作用下的耐久性。
CAE技术在汽车设计中的应用摘要:随我国社会经济的不断发展,人们的生活水平也在逐步提高,尤其是针对汽车的舒适性以及安全性都提出了较高的要求。
现阶段,在汽车设计的过程中,最常用的就是CAE技术,特别是在汽车零部件以及整车的设计中,有着不可取代的作用。
通过采用CAE技术对产品的可靠性以及性能展开分析,进而找出产品设计中存在的问题并获得有效的解决,从而提高汽车设计的质量。
关键词:CAE技术;汽车设计;应用引言:当前,在汽车设计与研发的过程中CAE技术可谓是核心技术。
它在汽车设计与研发的过程中,其主要作用就是对汽车的可靠性与性能展开数据分析,进而找出汽车设计中可能存在的问题。
就此,针对CAE技术在汽车设计过程中的运用展开研究对汽车的设计与发展有着重要的意义。
1CAE技术在汽车设计中的重要性1.1降低研发成本因汽车本身具有一定的复杂性,在开展实际汽车设计的过程中,有关设计人员不但要对汽车的结构特点以及未来使用的环境等可能存在的问题进行思考,就此在整个汽车设计制造过程都会长时间地在方案设计、样车设计、样车制造以及问题改进等几个步骤中实行重复循环操作。
然而,在汽车设计中运用CAE技术后,样车制造与测试过程都能够通过该技术中的仿真技术进行,进而还可以在最大程度上缩减研发流程,降低研发的时间,最终达到节省研发成本的目的[1]。
1.2降低设计风险相较于传统汽车设计方案而言,CAE技术能够在开展测试之前事先对整个设计方案的结构合理性以及性能效果展开评估预测。
同时对设计中的一些不合理位置实行进一步地完善与优化,这样不但能够有效提高设计方案中的稳定性,同时还可以使得整车的可操作性获得有效地提高。
所以,CAE技术对当下的汽车研究具有重要作用。
2CAE在整车开发各阶段的任务2.1可行性研究和概念汽车产品开发的设计阶段,尤其是对于轿车产品的开发,只要不是超前的“概念车”,通常都会有一个“原型车”来作为基础车型。
而开发又不可能与“原型车”一致,很多参数很可能会被改变。
汽车产品设计制造中CAE技术的运用随着汽车工业的不断发展,汽车产品的设计和制造也在不断追求更先进的技术和工艺。
在汽车产品设计制造过程中,CAE(Computer Aided Engineering)技术的运用日益广泛,成为汽车设计制造过程中不可或缺的重要技术工具。
本文将从CAE技术的定义、优势、应用和发展趋势等方面进行探讨,以期更加深入了解CAE技术在汽车产品设计制造中的作用和意义。
一、CAE技术的定义CAE(Computer Aided Engineering)是指使用计算机进行工程设计、分析和制造的技术手段。
它是一种工程设计和分析的方法,利用计算机进行模拟和仿真,以辅助工程师进行设计和分析,从而提高产品的质量和性能,减少成本和时间。
CAE技术以其快速、精确、可靠的特点,为工程师提供了强大的工具和支持,成为汽车产品设计制造中不可或缺的技术手段。
1. 减少试验验证次数:CAE技术可以通过仿真和模拟的手段,快速准确地分析产品的性能和行为,减少了试验验证的次数,节省了时间和成本。
2. 优化设计方案:通过CAE技术,工程师可以多方面、多角度地对产品进行分析和评估,优化设计方案,提高产品的质量和性能。
3. 提高产品的可靠性:CAE技术可以对产品进行可靠性分析,预测产品的寿命和损耗,帮助工程师提前发现问题,减少故障率。
4. 辅助制造工艺:CAE技术可以进行成型、焊接、装配等工艺仿真,帮助制造工程师优化工艺流程,提高生产效率和质量。
5. 提高市场竞争力:通过CAE技术的运用,可以加快产品的研发周期,提高产品的质量和性能,从而提升企业在市场竞争中的地位和声誉。
1. 结构分析:CAE技术可以对汽车的车身、底盘、发动机等部件进行结构分析,评估其强度、刚度、稳定性等性能,为产品设计和制造提供重要的参考依据。
2. 疲劳分析:汽车在长期使用过程中会受到不同方向的载荷作用,CAE技术可以对汽车的零部件进行疲劳分析,预测零部件的寿命和损耗,提高产品的可靠性和安全性。
汽车产品设计制造中CAE技术的运用随着汽车工业的不断发展,CAE技术在汽车产品设计制造中的应用越来越广泛。
CAE全称为计算机辅助工程,是利用计算机技术、数学等工具对汽车设计、制造、测试等过程进行分析和优化的技术。
下面将从汽车设计阶段、制造阶段和测试阶段三个方面探讨CAE技术在汽车产品设计制造中的运用。
在汽车设计阶段,CAE技术可用于有限元分析、流体力学仿真、材料强度和疲劳寿命等分析。
有限元分析是指通过数学模型对汽车零部件进行应力和变形分析,以确定其强度和稳定性。
同时,流体力学仿真可模拟汽车内部气流的流动和汽车外部空气动力学效应,从而提高汽车的外形设计和气动性能。
材料强度和疲劳寿命分析可通过CAE技术预测汽车零部件使用寿命,从而提高其可靠性和安全性。
在汽车制造阶段,CAE技术主要应用于轻量化、成形模拟和加工仿真。
轻量化是汽车制造业的长期发展趋势,利用CAE技术可以预测轻量化材料在不同力学载荷下的性能,从而确定合适的材料和结构设计。
成形模拟可通过CAE技术模拟汽车零部件的加工过程,预测成形后零部件的形状和尺寸,从而优化加工工艺和减少零部件的废品率。
加工仿真可通过CAE技术对汽车组件进行三维建模和分析,从而确定合适的工艺参数和优化工艺流程。
三、汽车测试阶段中的CAE技术在汽车测试阶段,CAE技术可用于碰撞模拟、动态仿真和NVH分析。
碰撞模拟可通过CAE技术模拟汽车在碰撞事故中受到的力学影响,从而预测零部件的失效和碰撞安全性能。
动态仿真可通过CAE技术模拟汽车在各种路况下的动态性能,如悬挂系统、制动系统和转向系统的响应和性能。
NVH分析是指噪音、振动和刚度分析,利用CAE技术可预测汽车零部件的振动、噪音和刚度特性,从而优化汽车零部件的设计和降低NVH问题。
总之,CAE技术是汽车设计制造中不可或缺的重要工具,可提高汽车品质、性能和可靠性,同时减少成本和开发周期。
随着CAE技术的不断发展和创新,汽车设计制造将会更加高效和精确。
cae在汽车设计中的应用CAE(计算机辅助工程)在汽车设计中的应用导语:随着科技的发展和计算机技术的日益成熟,计算机辅助工程(CAE)在汽车设计中的应用越来越广泛。
本文将重点探讨CAE在汽车设计中的应用领域和优势,以及其对汽车设计带来的影响。
一、CAE在汽车设计中的应用领域1. 结构分析:CAE可以通过有限元分析(FEA)来对汽车的结构进行模拟和分析,以评估其强度、刚度和耐久性。
通过对各种载荷情况下的模拟测试,可以帮助设计师优化车身结构,提高整车的安全性和耐久性。
2. 碰撞仿真:通过CAE的碰撞仿真技术,设计师可以在计算机上模拟不同碰撞情况下的车辆行为,以评估车辆的安全性能。
通过对车身和座椅的碰撞仿真,可以优化车辆的结构设计,提高乘员的安全性。
3. 空气动力学分析:CAE可以通过流体力学仿真技术对汽车的空气动力学性能进行模拟和分析。
通过优化车身外形和风道设计,可以降低车辆的风阻系数,提高汽车的燃油经济性和行驶稳定性。
4. 声学分析:通过CAE的声学分析技术,可以对汽车的内部和外部噪声进行模拟和分析。
通过优化车辆的隔音材料和噪声控制装置,可以提高车辆的乘坐舒适性和降低噪声污染。
5. 热流分析:CAE可以通过热流分析技术对汽车的冷却系统和排气系统进行模拟和分析,以评估其热性能。
通过优化散热器和风道设计,可以提高车辆的散热效率,保证发动机的正常运行。
二、CAE在汽车设计中的优势1. 提高设计效率:CAE可以通过模拟和分析技术快速评估各种设计方案的性能,避免了传统试验方法的时间和成本消耗。
设计师可以在计算机上进行多次仿真测试,快速找到最优设计方案,提高设计效率。
2. 降低成本:通过CAE的模拟和分析技术,可以在设计阶段就发现和解决潜在的问题,避免了在实际制造阶段才发现的问题,从而降低了开发成本和生产成本。
3. 提高产品质量:CAE可以通过模拟和分析技术对汽车的性能进行全面评估,从而提高产品的质量和可靠性。
CAE在汽车开发中的应用作者:北汽福田李保国1 前言现代汽车开发是一个综合与分析的互逆过程。
综合与分析在汽车产品开发的不同阶段,发挥不同的作用,从概念设计到详细设计的开发流程,实际是一个从系统综合到系统分析的流程。
在开发阶段初期,有充分的设计自由度,但有关设计的参数、数据则较少,我们关注的是产品的整体性能,例如:平顺性、操纵稳定性等,利用Nasran软件,我们能够在设计初期结合试验数据、客户意见反馈设定好整车设计性能指标(设计目标);在详细结构设计阶段,根据整车性能指标,逐级分解到车身、底盘等各个子系统、零部件上,最终体现在结构的各个设计参数上。
2 汽车结构设计过程现在国内产品设计更加整合已有资源、优化配置,更加强度产品的整体性能,比如平顺性、操纵稳定性,高端的在整车NVH方面有更高的要求。
无论是商用车还是乘用车,车身设计一直是现代整车设计的核心技术,有限元在车身设计发挥的作用远超过其他方面,下文结合IDEAS CAE、Nastran软件介绍有限元在车身设计的各个阶段发挥的不同作用。
2.1 整车性能设计汽车的平顺性主要是指保持汽车在行驶过程中产生的振动和冲击环境对乘员舒适性的影响,是现代高速汽车的主要性能之一。
研究对象主要是整车悬架系统、前后轴荷、整车惯性质量等,利用IDEAS CAE人性化的前处理界面和Nastran丰富的单元库,能在概念设计阶段快速、准确的建立多自由度整车和动力系统模型,进行模态、瞬态响应、随机响应分析,对整车系统的平顺性、人体的响应做出评估;结合试验、先期客户反馈意见、专业人士主观评价,设立设计目标,指导后继结构设计。
利用Nastran提供的SOL 200求解序列,可以以悬架系统的刚度、阻尼为设计变量,根据国家标准化组织的要求对各个频段频率进行加权优化,设计出平顺性最佳的前后悬架刚度、阻尼系数。
有限元模型、部分计算结果见下图。
图1 整车5自由度模型图2 整车模态分布2.2 车身结构设计2.2.1车身截面、接头设计接头(Joint)和梁(Beams)是决定整车刚度和全局模态的主要因素,它们控制着整车低频的Boom和振动(Shake);截面特性(Section Property)决定了梁的特性。
汽车产品设计制造中CAE技术的运用CAE(Computer-Aided Engineering)是指通过计算机辅助技术在产品设计制造过程中进行工程分析和仿真的一种技术。
在汽车产品设计制造中,CAE技术的运用对于提高产品质量、降低成本和缩短开发周期具有重要意义。
CAE技术在汽车设计阶段可以对产品进行结构分析、强度分析和模态分析等,帮助设计师评估产品所需的材料强度和刚度,以及优化结构,提高产品性能。
通过虚拟仿真分析,可以减少实际试验的数量,降低开发成本和时间,大大缩短了产品周期。
CAE技术还可以进行流体动力学分析,帮助优化空气动力学性能和减少气动噪声,提高汽车的燃油经济性和驾驶舒适性。
CAE技术在汽车制造阶段可以进行工艺仿真和工装设计。
借助计算机模拟,可以预测汽车制造过程中的缺陷和变形,优化工艺方案,保证产品质量。
CAE技术可以辅助工装设计,帮助设计师确定工装的结构和尺寸,提高工装的精度和使用寿命,提高汽车生产线的效率。
CAE技术还可以在汽车使用阶段进行性能监测和故障诊断。
通过采集车辆的传感器数据和使用CAE软件进行分析,可以监测汽车的性能状态,并及时发现潜在的故障。
通过模拟和仿真,可以在虚拟环境中进行故障诊断,并制定相应的修复方案,减少故障处理时间。
在整个汽车产品设计制造过程中,CAE技术的运用带来了许多优势和好处。
CAE技术可以减少实际试验的数量,降低开发成本和时间。
CAE技术可以提高产品性能和质量,优化结构和工艺方案。
CAE技术还可以提供性能监测和故障诊断的能力,提高汽车的可靠性和可维护性。
尽管CAE技术在汽车产品设计制造中的应用具有诸多优势,但也存在一些挑战和问题。
CAE分析结果的准确性和可靠性取决于模型的准确性和参数的合理选择。
CAE技术需要高水平的专业知识和技能,对于技术人员的要求较高。
CAE技术在大规模模拟和仿真时需要大量的计算资源,对于计算机性能有一定要求。
CAE技术在汽车产品设计制造中的运用对于提高产品质量、降低成本和缩短开发周期具有重要意义。
汽车产品设计制造中CAE技术的运用随着汽车行业的发展和科技的进步,汽车产品的设计和制造已经逐渐转向了计算机辅助工程(CAE)技术。
CAE技术是一种利用计算机进行仿真分析和优化设计的技术,它在汽车产品的设计制造过程中发挥着至关重要的作用。
本文将探讨CAE技术在汽车产品设计制造中的应用,以及它对汽车产品质量和性能的影响。
CAE技术在汽车产品设计制造中的应用主要有以下几个方面:结构分析、流体力学分析、热传递分析、振动分析等。
通过这些分析,工程师可以在计算机上模拟汽车产品在不同工况下的性能表现,从而优化设计方案,提高汽车产品的质量和性能。
在汽车产品的结构设计中,CAE技术可以帮助工程师进行有限元分析,通过对汽车车身、底盘、车门等部件的受力分析,寻找设计方案中的弱点,避免设计方案的局部过度强度或者不足,保证汽车在使用过程中的安全性和稳定性。
通过结构分析,工程师还可以优化汽车的材料选择和结构设计,降低汽车的重量,提高汽车的燃油经济性和安全性。
在汽车产品的流体力学分析中,CAE技术可以帮助工程师对汽车的气动性能进行仿真分析,包括车辆的气动阻力、气流分离、气流噪音等。
通过流体力学分析,工程师可以优化汽车的外形设计,降低汽车的气动阻力,提高汽车的燃油经济性和行驶稳定性,减少风噪和提高车内舒适度。
在汽车产品的热传递分析中,CAE技术可以帮助工程师对汽车的冷却系统、发动机热管理系统、空调系统等进行仿真分析。
通过热传递分析,工程师可以优化汽车的冷却系统和空调系统,确保汽车在高温环境下的热稳定性,提高汽车的发动机效率,延长汽车的使用寿命。
CAE技术在汽车产品设计制造中的应用,不仅可以帮助工程师优化设计方案,提高汽车产品的质量和性能,还可以减少汽车产品的开发成本和时间。
汽车制造企业和工程师应该积极推广和应用CAE技术,提高汽车产品的竞争力和市场占有率。
汽车制造企业还应该加强对工程师的CAE技术培训,提高工程师的仿真分析能力,使CAE技术更好地服务于汽车产品的设计制造。
汽车产品设计制造中CAE技术的运用1. 引言1.1 汽车产品设计制造中CAE技术的重要性在汽车产品设计制造过程中,CAE技术扮演着至关重要的角色。
CAE技术是计算机辅助工程的缩写,通过数值模拟方法和计算分析技术,可以对汽车产品进行多方面的设计、优化和验证,从而提高产品设计质量、缩短产品开发周期,降低产品研发成本。
CAE技术在汽车产品设计阶段的应用能够帮助工程师们进行结构强度、刚度、耐久性等方面的分析,预测产品在不同工况下的应力和变形情况,有效避免设计缺陷和隐患,提高产品的安全性和可靠性。
CAE技术在汽车产品制造阶段的应用可以帮助工程师优化且精准控制生产过程,减少废品率,提高生产效率并降低生产成本。
通过仿真模拟,可以提前发现潜在的生产问题,并及时调整生产方案。
CAE技术在汽车产品设计制造中的应用不仅提高了产品的设计质量和生产效率,还推动了汽车行业的技术创新和发展。
随着CAE技术的不断发展与进步,相信将为汽车行业带来更多的突破和发展机遇。
2. 正文2.1 CAE技术在汽车产品设计阶段的应用在汽车产品设计阶段,CAE技术的应用是非常关键的。
CAE技术可以帮助设计师快速准确地进行各种仿真分析,包括结构强度、热分析、流体动力学等,从而在设计阶段就能及时发现和解决问题,避免在后期制造和测试阶段造成成本和时间的浪费。
CAE技术可以通过虚拟原型的建立和测试,帮助设计师进行设计优化,提高产品设计的效率和质量。
通过CAE技术的应用,设计师可以在电脑上模拟各种复杂条件下的情况,快速评估各种设计方案的可行性和优劣,在实际制造之前就能够找出最佳的设计方案,从而提高产品的性能和可靠性。
CAE技术还可以帮助设计师进行多学科的优化设计,同时考虑结构、热功能、声学等多个方面的影响,从而实现产品的综合性能优化。
通过CAE技术的应用,设计师可以更加全面地了解产品的性能特点,并且在设计阶段就能够做出更加科学和合理的决策,从而提升产品的竞争力和市场表现。
汽车设计中CAE技术的运用
摘要:随着物质消费水平的快速增长,中国成为全球第一大汽车消费市场,并随即进入千千万万的中国家庭。
一个全新车型的开发除了需要大量资金投入之外,还需经过缜密的调查设计,而CAE技术在开发设计过程中的全面普及与应用,凭借自身仿真功能特性解决了传统汽车设计过程中所面临问题。
文章研究并分析了CAE技术在汽车设计中的重要性,结合其在各设计阶段的具体任务和流程,对其应用效果以及未来发展趋势进行综合探讨,在确保汽车设计质量和设计效率全面提升的同时,最大限度的节省和降低开发所需时间和费用,为全球市场开发新型车型提供了技术支持。
关键词:汽车设计;CAE技术;运用
1引言
对于汽车设计和开发而言,若未能在设计活动开展前进行深入分析,后期容易发生多次返工现象,丧失上市的最佳时机。
为促使汽车设计质量以及设计效率的大幅提升,降低团队在时间和费用方面的过度消耗,可尝试性的在前期设计阶段引入CAE技术。
当前阶段,CAE 技术逐渐成为整车开发过程中一项较为关键的技术,无论是在汽车零部件结构设计还是其他相关产品设计方面均起到十分重要作用。
从技术内容层面来看,CAE技术涵盖了工程和制造业的方方面面,主要是通过对计算机技术的运用,实现对汽车产品可靠性以及性能等的综合分析,与此同时,可对汽车产品的运动轨迹和失效形式进行仿真模拟,掌握汽车设计过程中各种潜藏性的隐患,因此,进一步扩大CAE技术
在汽车设计中的应用范围具有十分重要的现实意义。
2在汽车设计中应用CAE技术的重要性
第一,降低了汽车研发成本。
传统技术在汽车设计研发过程中表现出极强的复杂性,在设计、测试以及改进等流程中存在重复性。
而CAE技术则通过仿真方法应对和解决汽车设计环节所面临一系列问题,在某种程度上有助于设计研发成本的有效降低。
第二,缩短设计周期。
CAE技术彻底颠覆了传统汽车设计理念和手段,以定量分析方式将设计方案的试验保持在一定时间范围之内,选择其中最佳方案,减少了设计方案选择的盲目性,极大的缩短了设计所需时长。
第三,有效规避设计风险。
对于汽车设计方案自身结构和性能的有效性,可通过CAE技术进行预先评估,以达到降低设计风险的目的。
第四,优化汽车产品结构。
CAE技术能够促使汽车设计过程中相关产品结构的不断优化,实现轻量化汽车结构参数的目标,减轻整车重量,提升汽车操作的稳定性与可靠性。
3CAE在整车开发各阶段的任务
3.1可行性研究和概念设计阶段
在汽车设计过程中尤其是轿车产品,通常情况下,都以“原车型”为基本车型,超前的“概念车”除外。
但在实际开发设计过程中不可能与“原型车”达成高度一致,参数改变的可能性相对较大。
在汽车设计系统中各参数之间具有一定的关联性,临时更改参数可能发生各种不良后果,因此需以CAE仿真技术对该问题进行深度解答。
例如,即便是底盘结构始终保持不变,单纯对车身造型做出调整,那么整车系统
的质心、惯性矩等也会随之产生变化,并对系统整体操纵稳定性、行驶性以及舒适性等产生直接影响。
除此之外,车身结构的变化还在某种程度上间接影响车身的强度、自然频率、空气动力学特性、刚度、寿命、内部空气流、热交换以及轿厢的隔热、通风、噪声等等。
对“原型车”和开发车系统以CAE技术进行仿真,可在概念设计阶段实现对零部件、整车性能结构等可靠性的精准预测和控制,在开发设计前期阶段便能够为汽车性能和结构指标提供有效保障。
3.2产品设计阶段
在产品设计阶段,需对上一阶段所确定设计目标进行验证,如,整车设计目标、重要总成的设计目标等等。
该阶段在具体管理汽车零部件配套商时,应以CAE技术对零部件进行分析,综合验证传统难以完成的各种设计目标。
一方面,可积极推动相关配套的逐步健全与完善;另一方面,通过CAE技术对汽车零部件进行分析最终所得结果均属于整车性能CAE的输入。
比如,在对汽车车身进行设计时,CAE技术则主要负责验证车身结构。
在具体分析和验证车身时,交叉结构连接方法的选择是其中一个重点,容易影响车身刚度和强度,应加强对其分析力度。
通过大量试验研究证明,车身结构之所以发生失效现象,主要是由于车身长时间处于过度疲劳状态。
且其中很大一部分原因是受车身在实际运行过程路面随机载荷的形成而造成的影响。
除此之外,深入研究并分析汽车车身结构的振动因素和疲劳原因便成为当前汽车设计主要任务之一。
3.3确认设计和投产准备阶段
在设计和投产准备阶段,已经生产制出汽车实物,逐渐开始了各种试验,重点研究CAE相关性试验内容,在与CAE相互联合的基础上完成对汽车产品的有效验证和系统设计,对前期设计各环节所存在问题进行积极有效的调整与改进,有效提升汽车本身的安全性与可靠性。
全面调查分析试验过程中所形成的一系列轻量化、碰撞安全、刚度、NVH、疲劳、振动噪声等问题,围绕问题产生的主要原因,实现对后期各类优化措施从将的全面实施与有效验证。
与此同时,围绕汽车所形成的相关设计图纸资料基本上已经得到有效明确,供参考的试验结果与试验资料较为丰富,详细分析汽车产品,以技术档案形式对结果进行保存,并全面总结技术等相关内容。
4CAE分析的一般流程
图1是在汽车设计过程中CAE分析所必须遵循的基本流程,可以看出以实验标准以及CAE相关性研究为依据,当CAE分析在结果和实车试验结果两方面存在较大出入时,需对相关数据进行重新分析,直至与研究结果相一致时,方可开展对下一环节数据的优化,确保设计方案的最优化。
5CAE技术在汽车设计中的应用
5.1汽车产品结构、疲劳及NVH分析
深入分析汽车及其周边产品的结构、NVH以及疲劳等情况,其中子系统及其零部件的强度、刚度、耐久特性等内容均属于所需研究范围。
所谓NVH特性其主要指的是一种影响,该影响对象主要集中在汽车驾驶环境以及汽车振动噪声性能等两方面,主要包括整车、各子
系统及各零部件的模态,主要为路面、发动机激励的频率响应分析、噪声分析等等。
5.2汽车安全性能分析
汽车安全性能与驾驶员以及相关乘客生命财产安全息息相关,在汽车被动结构安装过程中如何提升车身的防碰撞能力是其中所面临的关键问题。
对汽车正碰、后碰、侧碰、行人保护和40%偏置碰等碰撞过程以CAE技术进行仿真模拟,由于碰撞属大变形的非线性问题,汽车在对不同碰撞方式进行模拟时,需消耗大量试验成本,而仿真模拟可有效弥补传统技术在试验陈本方面的不足,实现对试验成本的有效缩短。
5.3汽车多体动力学分析
对汽车动力性能以多体动力学进行仿真试验,提前预测整车的动力性能并做出系统优化,可促使汽车产品性能的有效提升,团队在汽车设计研发过程中所消耗时间周期,避免在资金方面的过度浪费。
而多体动力学所涵盖范围主要涉及两个方面,一方面是动力学;另一方面是运动学仿真,具体到实际则包括汽车在具体操作过程中是否稳定、是否平顺,汽车玻璃的升降效果以及雨刮器运动轨迹等等。
6CAE技术应用现状及发展趋势
作为机械制造行业的中坚力量,国家汽车工业发展水平是对国家制造业总体发展态势的有效反映,无论是发达国家还是发展中国家,汽车工业都是其发展进程中至关重要的环节,一直以来,汽车工业在机械制造业中都起着标杆性作用,也代表高新技术行列的先驱。
在现
代计算机技术迅猛发展的今天,不断有大量新型计算机仿真软件出现,对CAE技术实际应用范畴进行了拓宽和强化,汽车工业中所能容纳的CAE技术领域越来越广泛,各学科之间通过相互渗透、相互联系,以更加系统、更加全面的形式服务于汽车设计。
此外,CAE分析对象实现了宏观向微观的积极转变,现有的有限元网络技术被无网格有限元技术所替代,神经网络以及遗传算法等优化算法的大范围运用,成为未来CAE发展的主要趋势,也在某种程度上有利于CAE技术的全面发展。
7结语
综上所述,随着科技的不断进步与社会经济的快速发展,汽车企业在开发设计中对CAE技术的应用越来越频繁。
CAE技术除了能够降低设计研发陈本,缩短开发周期,规避风险之外,还能够通过相关技术原理最大限度的发挥自身优势,有效保障汽车设计的质量和效率,以自身直观性特征展现汽车的真实的一面。
此外,通过对CAE技术的有效应用,可实现对汽车产品结构、多体动力学以及安全性能等的全面分析,保护驾驶员的生命安全。
参考文献:
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作者:刘光勇单位:重庆理工大学。