CAE在汽车车身NVH设计及优化中的应用
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CAE技术在车辆产业中的应用焦泽宇北京科技大学信计1201摘要:经济发展迅速的现代社会,车辆的应用将越来越广泛,伴随而来的是汽车产业的急速发展,而作为在产品设计中得以极大运用的CAE技术必将极大的应用于车辆产业。
介绍CAE技术在车辆生产的前期研发中的应用和研发流程、产品的设计与优化、车辆运行的一些参数的分析。
关键词:CAE技术、车辆产业、车辆设计、产品测试、展望。
1. CAE技术的概述CAE(计算机辅助工程)技术是计算机技术和工程分析技术相结合形成的新兴技术,它的理论基础是有限元法和数值分析方法。
有限元法的基木思想是将连续的求解区域离散为一组有限个且按一定方式相互连结在一起的单元的组合体。
由于单元本身又可以有不同形状,因此可以模拟几何形状复杂的求解域。
数值分析方法是研究适合于在计算机上使用的实际可行、理论可靠、计算复杂性好的数值计算方法,近40年来,数值分析迅速发展并成为数学科学中的一个独立学科。
CAE的核心技术为有限元技术与虚拟样机的运动/动力学仿真技术。
主要是用计算机对工程或产品进行性能与安全可靠性分析,对其米来的工作状态和运行行为进行模拟,及早发现设计缺陷,并证实工程或产品米来性能的可用性与可靠性。
将CAE定义扩展为支持从研究开发到产品检测整个生产过程的计算机系统,包括分析、计算和仿真在内的一切研发活动。
CAE软件集成了有限元法、数值分析、优化设计、图像处理、工程管理学、人机智能工程等多种技术领域,是一种综合性、知识密集型信息产品, CAE软件在功能、性能、前后处理能力、单元库、解法库、材料库等方面进一步完善,版本不断更新,用户界面和数据管理技术等方面已臻于成熟,解决了很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。
2. CAE技术在汽车优化设计过程中的作用CAE技术在汽车产品优化设计过程中的作用集中体现在三方面:(1)CAE技术极大地缩短了产品的研制周期,在建模和分析过程中采用实体造型和参数化,模型和参数的修改都很方便,最终确定合理的结构参数所需时间得到大幅度的缩短。
AUTO TIME43FRONTIER DISCUSSION | 前沿探讨时代汽车 基于CAE 仿真技术的白车身动刚度分析优化吴亚萍1 秦丽萍2 曾乐彬21.上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 5450072.湖南湖大艾盛汽车技术开发有限公司 广西柳州市 545007摘 要: 人们对汽车车内噪音舒适性评价越显关注。
车辆的NVH 性能正在成为汽车开发过程中的最重要指标,白车身动刚度作为NVH 性能关键指标之一,具有重要意义。
本文以某车型为研究对象,阐述了白车身动刚度基本分析过程,并选取后悬减震器接附点动刚度为优化对象,通过CAE 仿真技术,识别后悬减震器接附点动刚度不足的主要原因并进行优化,实现了该车身NVH 性能提高。
关键词:NVH 动刚度 模态分析 ODS 诊断1 引言随着车辆普及及国民经济发展,人们对汽车车内噪音舒适性越来越关注。
各车企对汽车的NVH 性能开发也越显重视,NVH 性能成为了汽车市场竞争力的关键因素。
NVH 是指噪音Noise、振动Vibration、舒适性Harshness。
汽车NVH 特性是指在车身振动和噪音的作用下,乘员舒适性主观感受的特征。
它是人体听觉、触觉以及视觉等方面的综合表[1]。
车身分析为整车路噪分析的基础。
车身承受着各子系统结构,以及来自车路面激励及各装置系统的各种载荷激励。
车身结构分析是NVH 性能分析的基石,车身结构对整车性能有着重要影响。
白车身动刚度分析是车身分析的重要指标之一,动刚度性能的好坏体现了汽车系统隔振性能的优劣。
如果车身上关键接附点动刚度不足,容易引起车身结构振动,引起结构声传递大问题。
所以车身关键接附点的动刚度分析显得非常重要。
本文以某车型分析研究为例,阐述了白车身关键接附点动刚度的分析过程。
通过有限元建模,模态分析及模型校对,关键接附点动刚度仿真分析等CAE 仿真技术确定车型动刚度状态,其次针对后悬减震器接附点动刚度不足问题,通过ODS 工作变形分析,应变能分析等手段进行原因分析优化。
cad与cae在汽车研发中的作用CAD与CAE在汽车研发中的作用引言在汽车研发过程中,CAD(计算机辅助设计)和CAE(计算机辅助工程)两个工具起着至关重要的作用。
CAD通过三维建模和设计,帮助工程师更加直观地构建汽车零部件和整车结构,而CAE则通过数值模拟和分析,对汽车的性能和安全进行评估。
本文将探讨CAD 和CAE在汽车研发中的具体作用。
一、CAD在汽车研发中的作用1. 创新设计CAD可以帮助工程师通过三维建模技术进行创新设计,快速构建出复杂的汽车零部件和整车结构。
工程师可以通过CAD软件进行参数化设计,轻松修改设计方案,提高设计效率。
CAD还可以实现虚拟装配,避免在实际生产中出现装配问题。
2. 碰撞分析汽车的安全性是一个重要的考量因素。
通过CAD软件,工程师可以对汽车的结构进行碰撞分析,预测在碰撞事故中各个部件的变形情况和受力情况,从而优化车身结构,提高车辆的安全性能。
3. 流体动力学分析在汽车研发中,流体动力学分析是一个重要的环节。
通过CAD软件,工程师可以对汽车外形进行流线型设计,减小车辆的阻力,提高燃油经济性。
此外,CAD还可以模拟车辆在不同速度下的气动性能,对车辆的稳定性和操控性进行评估和优化。
二、CAE在汽车研发中的作用1. 结构强度分析汽车的结构强度是保证车辆安全性的基础。
通过CAE软件,工程师可以对汽车结构进行有限元分析,预测在各种工况下各个部件的应力、应变和变形情况,从而判断结构是否足够强度,是否需要进行优化设计。
2. 振动和噪音分析振动和噪音是汽车研发中需要重点考虑的问题。
通过CAE软件,工程师可以对汽车的振动和噪音进行数值模拟,预测在不同工况下车辆的振动和噪音水平,从而优化车辆的结构和零部件,提高车辆的乘坐舒适性。
3. 热力学分析汽车发动机的热力学性能是影响汽车性能的重要因素。
通过CAE软件,工程师可以对汽车发动机进行热力学分析,模拟发动机燃烧过程、冷却系统和排气系统的工作情况,从而优化发动机的燃烧效率和排放性能。
车身NVH分析优化及应用车身噪音、振动和刚度(NVH)是衡量汽车质量和舒适性的重要指标之一、车身NVH的分析和优化对于提高汽车的质量和驾驶乘坐的舒适性至关重要。
本文将从车身NVH的分析方法和优化策略两个方面进行探讨,并讨论其在实际应用中的具体应用和效果。
首先,车身NVH的分析方法包括模态分析、频响函数分析和有限元分析。
模态分析用于确定车身结构的固有振动频率和模态形态,从而了解车身结构的振动特性。
频响函数分析根据车身结构的偏离来计算车身振动的幅度和相位响应,以评估车身结构的振动性能。
有限元分析是一种数值模拟方法,通过将车身结构离散为有限数量的元素,计算车身结构的振动与噪声响应。
这些分析方法可以帮助工程师识别和解决车身NVH问题,并优化车身结构和材料,以降低振动和噪音水平。
其次,车身NVH的优化策略主要包括减振、隔离和刚度调整。
减振是通过将能量从车身结构中传递到其他部件来减少振动。
常见的减振方法包括加装减振材料(如消音板、隔热材料等)、减振器(如液压减振器、弹性减振器等)和结构优化(如改变材料厚度、调整支撑结构等)。
隔离是通过加装隔振器件(如弹簧隔振器、气囊隔振器等)或调整车身结构刚度来隔离外界振动,使其不传递到车内。
刚度调整是通过增加或减小车身结构的刚度来调整振动模态,从而减少特定频率的振动和噪音。
车身NVH优化的具体应用可以在车辆设计和制造的各个阶段进行。
在设计阶段,工程师可以利用模态分析和有限元分析来评估不同车身结构和材料的振动和噪音性能,并选择最佳方案。
在制造阶段,工程师可以通过加工精度和装配质量的控制来减少车身结构的不均匀性,从而降低振动和噪音水平。
此外,在车辆投入使用后,工程师可以通过振动和噪音的实测和分析来优化车身结构和装配,以提高用户的驾驶和乘坐体验。
总之,车身NVH的分析和优化对于汽车的质量和舒适性至关重要。
通过合理的分析方法和优化策略,可以有效减少车身振动和噪音,提高驾驶和乘坐的舒适性。
计算机辅助工程(CAE)作为一项跨学科的数值模拟分析技术,越来越受到科技界和工程界的重视,在汽车工业研究中的应用也越来越广泛。
在汽车产品的研发过程中,CAE已经成为设计链中必须的条件,没有CAE分析的设计就不能进入下一个技术流程。
新产品开涉及到的疲劳、寿命、振动、噪声等强度和刚度问题,可成熟地在设计阶段解决,这样就可以大幅度提高设计质量,缩短产品开发周期,节省大量开发费用。
本文通过对有限元分析在汽车工程方面的应用的描述和分析,阐述了以有限元分析为代表的CAE技术在汽车工程的重要作用和影响,得出了CAE在汽车工业发展更加重要,影响未来汽车的发展趋势!1. 前言在汽车发展历史上,至今还没有什么技术能与CAE技术相比,为汽车企业带来巨大的回报。
统计结果表明,应用CAE 技术后,新车开发期的费用占开发成本的比例从80%~90%下降到8%~12%。
例如:美国福特汽车公司2000年应用CAE 后,其新车型开发周期从36个月降低到12~18个月;开发后期设计修改率减少50%;原型车制造和试验成本减少50%;投资收益提高50%。
汽车行业是一个高速发展的行业,其竞争也日趋激烈,在这种情况下,新产品推出的速度也越来越快,这也对行业的CAE应用提出了越来越高的要求。
CAE技术为汽车行业的高速发展提供具有中心价值地位的技术保障,可以为企业带来巨大的技术经济效益。
2. 正文汽车工业代表着一个国家制造业发展的水平,它不仅是带动面最广泛的工业,而且是高新技术的最大载体,一般航空、航天领域的高精尖技术只有通过汽车工业才能转化为规模产业,所以汽车工业是或曾是几乎所有发达国家的支柱产业。
作为制造业的中坚,汽车工业一直是CAE应用的先锋。
CAE技术的应用,有效地推动了汽车制造业的前进;汽车业的需求也极大地带动了CAE。
多年来,汽车业的选型趋向一直是CAE技术发展的晴雨表,也是业内人士关注的焦点。
CAE 分析贯穿了汽车开发的全过程,小到螺栓预紧力分析,大到整车碰撞模拟和整车NVH(噪声、振动和声振粗糙度)分析,CAE分析都发挥了无可替代的优势和作用。
电动汽车动力总成NVH的分析与优化电动汽车动力总成NVH的分析与优化摘要:随着电动汽车的快速发展,零排放、环保、低能耗的特点越来越受到消费者的青睐。
但是电动汽车在行驶过程中产生的噪音、振动、刺耳的电子噪声等问题也越来越显著,严重影响了乘坐舒适度和全车乘员声学环境。
本文使用有限元方法和数值模拟技术,对电动汽车动力总成的NVH(Noise,Vibration and Harshness,噪、震、刺)特性进行了分析研究,并针对诸如电驱动电机噪声、齿轮噪声、结构振动噪声等问题进行了优化设计。
研究结果表明,采用合适的NVH分析方法和优化设计手段能够有效地提高电动汽车的乘坐舒适度、降低NVH噪声水平,促进电动汽车技术的不断发展和普及。
关键词:电动汽车;动力总成;NVH;优化设计;有限元方法;数值模拟技术一、绪论随着环保意识的不断增强和新能源政策的不断推进,电动汽车作为一种具有广阔应用前景的新型交通工具已经逐渐进入人们的视野。
相较传统的燃油汽车,电动汽车具有零排放、环保、低能耗等优点,越来越受到消费者的青睐。
但是,随着电动汽车的不断推广和普及,越来越多的消费者开始对其所产生的噪音、振动、刺耳的电子噪声等问题提出异议。
因此,研究电动汽车的NVH特性,对于提高其乘坐舒适度和全车乘员声学环境,进而推动电动汽车技术的不断发展和普及具有重要意义。
本文旨在通过有限元方法和数值模拟技术的应用,对电动汽车动力总成NVH特性进行分析研究,并针对其中的若干关键问题进行优化设计。
首先,介绍有关NVH的定义和特点,接着分析电动汽车NVH问题的主要来源和表现,进而提出一套分析方法和优化策略,最后通过实例分析验证其可行性和有效性。
二、NVH问题分析噪声、振动和刺激性(Noise, Vibration and Harshness)是汽车行驶过程中最突出的质量问题之一。
NVH问题通过多种途径表现出来,不仅严重影响汽车的乘坐舒适度,还对车身材料、零部件滑动磨损、动力总成传动系统等构件产生负面影响。