汽車整車系統(tǒng)及零部件系統(tǒng)解決方案

1.概述

汽車工業(yè)是當(dāng)前重要的行業(yè)之一,也是競(jìng)爭(zhēng)激烈的行業(yè)之一。在現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)流程中CAE分析起著非常大的作用,激烈競(jìng)爭(zhēng)的汽車市場(chǎng)對(duì)汽車的開發(fā)周期和質(zhì)量性能提出了很高的要求,CAE的作用就在于它能驅(qū)動(dòng)精益設(shè)計(jì)和快速汽車開發(fā)流程,可以大量的節(jié)省 開發(fā)成本,縮短開發(fā)周期。 

CAE技術(shù)的應(yīng)用,為汽車企業(yè)帶來了巨大的回報(bào)。統(tǒng)計(jì)表明,應(yīng)用CAE技術(shù)后,新車開發(fā)期的費(fèi)用從占開發(fā)成本80%~90%下降到8%~12%。例如:美國(guó)福特汽車公司2000年應(yīng)用CAE后,開發(fā)后期修改率減少50%,原型車和試驗(yàn)成本減少50%,投資收率提高 50%。豐田汽車開發(fā)新型花冠乘用車運(yùn)用了CAE技術(shù),將開發(fā)時(shí)間縮短到了18個(gè)月。馬自達(dá)依靠CAE與試驗(yàn)來縮短產(chǎn)品試驗(yàn)和樣車完成時(shí)間,其產(chǎn)品樣車的完成由3.5個(gè)月縮短到1.5個(gè)月,試驗(yàn)周期從4.5個(gè)月縮短到2.5個(gè)月。

如果說CAD是在幫助工程師創(chuàng)造更豐富、更優(yōu)美、更實(shí)用的幾何實(shí)體設(shè)計(jì),那么CAE則在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量、壽命、性能和成本等方面發(fā)揮著更加重要的作用。

CAE技術(shù)主要應(yīng)用有限元方法、仿真技術(shù)、優(yōu)化設(shè)計(jì)。CAE技術(shù)的應(yīng)用幾乎貫穿了汽車設(shè)計(jì)的全過程,在現(xiàn)代汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)中扮演的較色越來越重要。

2. CAE仿真技術(shù)在汽車工業(yè)的重要作用

1)CAE技術(shù)可以在新車型開發(fā)之前,模擬零部件乃至整車的性能和狀況,避免傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)—試制—測(cè)試—改進(jìn)設(shè)計(jì)—再試制的重復(fù)過程,減少人力、財(cái)力和物力的消耗而降低開發(fā)費(fèi)用,使汽車產(chǎn)品的大多數(shù)問題都可以在設(shè)計(jì)階段通過仿真得到解決,從而提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率,大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期和費(fèi)用;

2)CAE技術(shù)改變了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行定性分析、缺少定量數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)方法,利用CAE手段可以使產(chǎn)品減重、性能優(yōu)化;同時(shí),采用CAE計(jì)算能在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行更多方案的對(duì)比,獲得較佳乃至更優(yōu)化的設(shè)計(jì)從而提高開發(fā)質(zhì)量;還能找到設(shè)計(jì)問題的真正原因,為設(shè)計(jì)工程師提供修改方向,減少修改誤差,縮短開發(fā)周期;

3)CAE技術(shù)的應(yīng)用使得以往設(shè)計(jì)中的一些經(jīng)驗(yàn)知識(shí)可以量化形式保存,重復(fù)利用,同時(shí)靈活、方便、快捷的特點(diǎn)使CAE技術(shù)能為設(shè)計(jì)工程師提供大量的仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)和技術(shù)參數(shù),增加企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)積累,提升汽車工業(yè)的設(shè)計(jì)能力;

4)CAE技術(shù)使設(shè)計(jì)工程師在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段對(duì)汽車的結(jié)構(gòu)和性能做出預(yù)先評(píng)估,因而大大降低了新車型的開發(fā)風(fēng)險(xiǎn);同時(shí),利用CAE技術(shù)可以大大減少試驗(yàn)的次數(shù)和成本,有些乃至可以代替試驗(yàn)。

3.典型系統(tǒng)解決方案

整車系統(tǒng)級(jí)別解決方案

1)CFD分析

CFD分析建模

車燈內(nèi)流場(chǎng)CFD分析

空調(diào)系統(tǒng)CFD分析 

進(jìn)排氣動(dòng)力學(xué)噪聲分析

排氣系統(tǒng)熱分析

車燈熱分析

電子系統(tǒng)熱分析

2)碰撞安全性能分析

碰撞安全分析建模

乘員約束系統(tǒng)匹配及優(yōu)化 

C-NCAP 100%正碰分析

C-NCAP 40%偏置碰分析 

C-NCAP側(cè)碰分析 

追尾碰撞分析

行人保護(hù)分析 

前、后保險(xiǎn)杠碰撞分析

車內(nèi)頭部碰撞(FMVSS 201)

行李位移乘員防護(hù)裝置性能分析

側(cè)門碰撞強(qiáng)度分析(FMVSS 214)

車頂壓潰分析(FMVSS 216) 

座椅和安全帶安裝固定點(diǎn)強(qiáng)度分析(FMVSS 207/210)

3)車輛耐久性分析

車輛耐久性分析建模

車身強(qiáng)度剛度分析

車架強(qiáng)度剛度分析

車門強(qiáng)度剛度分析

內(nèi)外飾件強(qiáng)度剛度分析 

接頭件強(qiáng)度剛度分析

附件系統(tǒng)強(qiáng)度剛度分析

車身焊點(diǎn)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

車身及附件NVH分析  

零部件NVH分析

整車低頻NVH分析

5)車輛動(dòng)力學(xué)性能分析

懸架K&C分析

整車底盤性能開發(fā)

準(zhǔn)靜態(tài)和疲勞載荷提取計(jì)算

整車操穩(wěn)分析

行駛平順性分析

車輛零部件CAE分析

1)照明系統(tǒng)

車燈強(qiáng)度分析

車燈VTF分析

車燈傳遞函數(shù)分析

車燈隨機(jī)振動(dòng)分析

前燈明暗截止線分析

車燈起霧分析

模態(tài)分析

插拔力仿真

2)進(jìn)排氣系統(tǒng)CAE分析

排氣管減振分析

排氣管吊鉤優(yōu)化布局分析

排氣歧管的裂紋分析 

氣歧管強(qiáng)度分析 

 消聲器聲固耦合分析 

3)后視鏡系統(tǒng)

后視鏡安裝位置模態(tài)分析

后視鏡強(qiáng)度分析

后視鏡抖動(dòng)分析

插拔仿真

4)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)CAE分析

發(fā)動(dòng)機(jī)一維性能分析 

發(fā)動(dòng)機(jī)三維性能分析

機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真分析

振動(dòng)噪聲分析

結(jié)構(gòu)強(qiáng)度剛度疲勞分析  

5)傳動(dòng)系CAE分析

齒輪傳動(dòng)分析

差速器接觸狀態(tài)分析

傳動(dòng)系NVH分析

萬向節(jié)接觸分析

6)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(tǒng)安裝過程分析

鋼板彈簧強(qiáng)度分析 

路面譜激勵(lì)下的底盤強(qiáng)度分析

7)轉(zhuǎn)向與制動(dòng)系分析

制動(dòng)器靜力學(xué)分析

剎車盤嘯聲分析  

盤式制動(dòng)器剎車過程分析

剎車盤熱固耦合分析

項(xiàng)目咨詢流程

1. 客戶將分析要求的詳細(xì)描述和相關(guān)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好,與我們聯(lián)系,我們專業(yè)的工程師會(huì)對(duì)提出的問題進(jìn)行分析評(píng)估和技術(shù)方案探討。在明確了技術(shù)可行性后,我們會(huì)給客戶提供一個(gè)咨詢方案,以便客戶了解我們?nèi)绾谓鉀Q相應(yīng)的工程問題!如果客戶的產(chǎn)品包含保密內(nèi)容,我們可以簽訂保密協(xié)議。

2. 客戶如果認(rèn)可我們提出的技術(shù)方案,可就合作的細(xì)節(jié)進(jìn)行協(xié)商和討論,我們會(huì)給客戶進(jìn)行咨詢報(bào)價(jià),當(dāng)一切都認(rèn)可后,可簽署咨詢合同。

3. 我們開始分析工作。在項(xiàng)目進(jìn)行當(dāng)中,會(huì)時(shí)刻和客戶保持溝通,讓客戶知道項(xiàng)目的進(jìn)展。對(duì)于需要客戶提供協(xié)助的地方,我們也會(huì)第一時(shí)間和客戶溝通。

4. 項(xiàng)目接近尾聲,我們會(huì)將分析結(jié)果提供給客戶,并和客戶討論。

5. 項(xiàng)目驗(yàn)收。我們提供分析報(bào)告以及相關(guān)的分析數(shù)據(jù)。

項(xiàng)目咨詢合作方式

我們可以通過以下三種方式為客戶提供項(xiàng)目咨詢服務(wù):

1. CAE項(xiàng)目外包

客戶將項(xiàng)目完全委托給我們來進(jìn)行。我們專業(yè)的工程師在本公司按時(shí)保質(zhì)保量的完成分析項(xiàng)目。

2. 客戶處CAE項(xiàng)目實(shí)施

我們可根據(jù)客戶的要求,外派工程師完成相關(guān)的CAE分析工作。

3. 聯(lián)合進(jìn)行CAE分析

客戶的工程師和我們的專業(yè)工程師一起實(shí)施項(xiàng)目,在實(shí)施的過程中,將我們的經(jīng)驗(yàn)傳授給客戶的工程師。