汽車(chē)行業(yè)是一個(gè)高速發(fā)展的行業(yè),其競爭也日趨激烈,在這種情況下,新產(chǎn)品推出的速度也越來(lái)越快。激烈競爭的汽車(chē)市場(chǎng)對汽車(chē)的開(kāi)發(fā)周期和質(zhì)量性能提出了很高的要求。汽車(chē)是由幾千個(gè)零部件組成的復雜產(chǎn)品, 在研發(fā)過(guò)程中常涉及到多種多樣的流體力學(xué)方面的工程問(wèn)題,CAE的作用就在于它能驅動(dòng)精益設計和快速汽車(chē)開(kāi)發(fā)流程,可以大量的節省開(kāi)發(fā)成本,縮短開(kāi)發(fā)周期。
在結構設計階段,碰撞**分析可以完全控制新車(chē)的**風(fēng)險。一個(gè)全新的車(chē)型開(kāi)發(fā),不做CAE分析,風(fēng)險會(huì )十分巨大。在初期概念設計階段,通過(guò)CFD計算可以方便地評估新車(chē)風(fēng)阻系數等指標,而不用去做風(fēng)洞試驗,可以節省很多時(shí)間和費用。
1.車(chē)身總體
>整車(chē)碰撞
汽車(chē)碰撞是一個(gè)非常復雜的力學(xué)問(wèn)題,是一個(gè)動(dòng)態(tài)的大位移和大變形過(guò)程,接觸和高速沖擊載荷影響著(zhù)碰撞全過(guò)程, 系統具有幾何非線(xiàn)性、材料非線(xiàn)性和邊界非線(xiàn)性等多重非線(xiàn)性行為。同時(shí)隨著(zhù)碰撞分析的深入,分析更多的模型包括越來(lái)越多的組件,越來(lái)越大模型規模等。
>假人及**氣囊
準確模擬仿真編織材料模型如安裝氣囊、**帶等特殊材料,對車(chē)輛的正面碰撞、側面碰撞中的假人如男性、女 性和兒童假人進(jìn)行模擬分析。
>協(xié)同仿真
模擬車(chē)輛的結構部分,對全部的假人模型、乘客的**特性和**帶**氣囊進(jìn)行耦合計算。
>車(chē)門(mén)、座椅等碰撞和擠壓分析
車(chē)門(mén)、座椅等零部件通常都有擠壓和碰撞規范要求,進(jìn)行分析可以減少或代替試驗,降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本 和加快開(kāi)發(fā)速度。
>車(chē)身強度分析
通過(guò)線(xiàn)性靜力學(xué)分析,對整車(chē)的零部件、裝 配件及車(chē)身進(jìn)行**、系統的靜力學(xué)分析。
>考慮預載荷的NVH分析
分析整車(chē)在路面上高速行駛時(shí),考慮風(fēng)噪預載的情況下對整車(chē)進(jìn)行NVH分析。
>儀表盤(pán)強度剛度以及熱分析
對儀表盤(pán)在總體強度進(jìn)行分析,如在隨機振動(dòng)中受到的應力。分析儀表盤(pán)的各點(diǎn)剛度,以及工作時(shí)內部的熱分布熱流道情況。
>油箱、水箱分析
對油箱的強度、跌落、隨機振動(dòng)、壓力等進(jìn)行分析確定油箱的可靠性。
2.發(fā)動(dòng)系統
>曲軸連桿系統機構運動(dòng)分析
模擬仿真曲軸連桿系統的復雜機構運動(dòng),對可能存在的疲勞失效進(jìn)行分析。
>連桿強度分析
對連桿的螺栓預緊,軸瓦過(guò)盈,氣缸爆發(fā)壓力、慣性載 荷等等大量非線(xiàn)性和多工況分析內容進(jìn)行分析,確認連桿的強度。
>曲軸應力分析、子模型分析
精 確分析曲軸的局部應力,處理大規模模型的復雜接觸問(wèn)題。
>活塞各工況應力分析
活塞裝配件由活塞和活塞銷(xiāo)組成,發(fā)動(dòng)機活塞工作環(huán)境惡劣,在承受較大熱負荷的同時(shí)還承受包括燃氣壓力、慣性力、側壓力的機械負荷。準確分析活塞的各工況分析,得到其的溫度和應力分布。
>排氣系統
對進(jìn)排氣系統設計是決定發(fā)動(dòng)機性能的關(guān)鍵指標,需要進(jìn)行相應的強度,剛度,熱應力,模態(tài)等進(jìn)行校核,完善設計。
>消音器聲固耦合分析
進(jìn)排氣系統是汽車(chē)噪聲的重要來(lái)源,采用完全或順序聲固耦合分析,可以得到其中的聲壓分布,為發(fā)動(dòng)機的降噪設計提供依據。
>密封系統分析
通過(guò)分析計算來(lái)確保發(fā)動(dòng)機的各個(gè)油封裝置都能達到密封要求。
3.傳動(dòng)系統
>齒輪傳動(dòng)分析
分析齒輪在各種工況和狀態(tài)下的接觸應力,為強度和壽命設計提供參考。并在條件許可的情況下對齒輪進(jìn)行參數化建模和二次開(kāi)發(fā),實(shí)現快速建模和分析。
>傳動(dòng)軸總成接觸及模態(tài)計算
汽車(chē)在起步、加速和制動(dòng)時(shí),傳動(dòng)軸要承受很大扭矩,是汽車(chē)傳動(dòng)系中關(guān)鍵總成之一,模擬仿真這一情況會(huì )有效的使傳動(dòng)軸更**可靠。
>變速器殼體有限元分析
對某變速器齒輪箱殼體進(jìn)行有限元分析,根據計算結果分析變速器殼體的強度和剛度是否滿(mǎn)足設計要求。
>無(wú)極變速器(CVT)傳動(dòng)效率分析
在變速器開(kāi)發(fā)階段分析CVT裝配件,考慮多個(gè)部件之間的接觸和摩擦,計算變速器的整體傳動(dòng)效率,使產(chǎn)品更加優(yōu)良。
>驅動(dòng)橋及橋殼應力計算
分析驅動(dòng)橋和橋殼的應力情況,確保足夠的強度和剛度,足夠的壽命。
4.行駛系統
>車(chē)架多工況分析
對多達幾十或幾百種工況進(jìn)行獨立的分析,在一次分析中,將所有的工況全部求解,節省分析時(shí)間、縮短研發(fā)流程、提高工作效率。
>底盤(pán)耐久振動(dòng)分析
對激勵部分進(jìn)行建模和加載隨之對整個(gè)底盤(pán)或車(chē)輛進(jìn)行虛擬振動(dòng)實(shí)驗模擬。
>鋼板彈簧強度分析
分析鋼板彈簧在整個(gè)運動(dòng)過(guò)程中的剛度變化,研究其剛度情況。
>懸架系統分析
分析預應力狀態(tài)的各種懸架系統,為整車(chē)的設計提供合理的設計參數。
>重力作用下的靜態(tài)平衡
分析整車(chē)在重力作用下的靜態(tài)平衡,分析懸掛部件和輪胎應力,為碰撞計算做準備。
>裝配及充氣分析
分析可以知道輪胎與輪輞的結合情況,以及輪胎骨 架材料受力集中處的應力分布,對改善輪胎與輪輞的接觸狀態(tài),提高輪胎的使用壽命有較強的指導意義。
>輪胎穩態(tài)滾動(dòng)分析
采用歐拉與拉格朗日相接合的方法進(jìn) 行輪胎穩態(tài)滾動(dòng)分析,只需在接觸區域進(jìn)行網(wǎng)格細化,與傳統的純拉格朗 日方法相比節省大約90%的時(shí)間。在整個(gè)分析中可以得到側偏力和回正力 矩隨側偏角的變化情況,對輪胎的操縱性進(jìn)行評價(jià)。
>輪胎滑水、雪地滾動(dòng)分析
通過(guò)分析輪胎的滑水和雪地滾動(dòng),可以為改進(jìn)輪胎胎面花紋設計,提高輪胎的滑水性能 提供參考
5.轉向和制動(dòng)系統
>轉向管柱強度分析
確保轉向管柱及點(diǎn)火鎖的組合機構必須具有較高抵抗變形與抗扭轉的性能,保證在較大的外力矩下不發(fā)生破壞。
>控制臂計算及優(yōu)化
分析車(chē)輛碰到路沿時(shí),下控制臂發(fā)生的屈曲變形,并對產(chǎn)品進(jìn)行非線(xiàn)性?xún)?yōu)化,設計出結構更合理、使用材料更少的產(chǎn)品。
>轉向節承載力分析
在汽車(chē)行駛狀態(tài)下,轉向節承受著(zhù)多變的沖擊載荷,因此,要對其分析確保其有具有很高的強度。
>剎車(chē)嘯聲分析
引入預緊力和摩擦的影響,并利用復模態(tài)分析方法,求解系統的復特征值問(wèn)題,為結構設計提供合理的設計參數。
>剎車(chē)盤(pán)熱固耦合分析
利用強大的傳熱以及熱固耦合分析可以對剎車(chē)盤(pán)上的溫度以及熱應力進(jìn)行準確的預測。為剎車(chē)盤(pán)的設計提高強有力的指導。
>ABS剎車(chē)分析
對ABS(制動(dòng)防抱死系統)進(jìn)行仿真分析,根據輸出的參數反饋調整載荷,實(shí)現動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)仿真模擬分析。
>鼓式制動(dòng)器底板成型分析
精 確分析底板的成型塑性區和回彈量,避免沖壓破損和起皺。
>駐車(chē)制動(dòng)器操縱桿分析
操縱機構若剛度不夠,使用過(guò) 程中手制動(dòng)臂在縱向力和側向力的作用下會(huì )產(chǎn)生過(guò)大的變形,甚至產(chǎn)生不可恢復的 殘余變形,嚴重影響手制動(dòng)器的使用性能,固要加強其強度確保使用性能。