CAE在汽车产品研发中的应用

1、cae在汽车产品研发中的应用在汽车产品硏发的整个过程中，cae分析可以对汽车结构的强度、刚度、车辆的 振动噪声（nvh ）、舒适性（平顺性）、耐久性、多刚体动力学、碰撞、乘员的安全 性，以及动力总成（发动机和变速箱）的性能等方面进行模拟（仿真）分析、预测结 构（场）的性能、判断设计的合理性、优化结构设计。此夕卜，用cae还可以对冲压成 型、铸造和锻造的工艺过程进行樹以分析，优化结构设计，解决产品质量问题。由于汽车在批量生产以后改进设计的成本显著地高于汽车在研发初期改进设计的 成本，cae的模拟分析主要应用在工艺设备、模具和样车制造之前,也就是从汽车产 品硏发初期就开始用cae进行模拟分析z及时

2、发现产品设计中的隐患，优化结构设 计，提高产品质量，使汽车满足国家的法规和用户的需求。通过cae的优化分析，有 关部门可以只对一种较优的设计方案进行试制和试验，减少试制费用，缩短新产品的 研发周期，使新产品早日投入市场，增强企业的竞争力。在汽车产品批量生产以后， cae分析主要用于解决汽车在使用过程中发生的质量问题。ca巳cad和试验分析相 结合，显著地提高了汽车产品研发的水平。尽管现在车辆的道路试验和用户使用仍然是评价车辆性能唯一有效的途径，但是cae的最终目标是用虚拟样车的分析完全代 车辆试验。虽然目前还没有实现，但这是努力的方向。cae分析能力的形成a. 实现三维cad ,根据要分析的问

3、题选择合适的cae分析软件;b. cae和qd数据传递一体化，实现设计和分析同步；c. 形成设计标准和试验规范；d. 通过cae分析的典型算例与试验结果的比较，形成cae分析指南;f. 培养一定数量的cae分析人员;g. 将常规的cae分析项目纳入产品研发程序，将cae分析报告作为鉴定新产品硏 发成果的依据。cae分析时应注意的问题a. 将实际工程问题转化为力学问题要正确。b. 分析对象的选取、载荷工况和施加载荷的确定、边界条件（位移约束条件）的 确定、结构的刚度和质量、载荷传递路径和应力集中等问题的处理是cae分析的关 键。c. cae模型的建立是在对分析对象进行力学定性分析之后进行的。d.

4、 在解决实际工程问题时要区分静强度破坏、疲劳破坏和振动耦合破坏。因为结 构破坏的原因不同，解决问题的方法也不同。e. 在分析汽车结构件疲劳问题时，不能用材料的应力（s） 疲劳寿命（n ）曲 线，必须用结构件的载荷（p）-疲劳寿命（n ）曲线。f. 在一般情况下，建立的有限元模型与分析目的有关。根据分析目的建立的专用 有限元模型不宜提供分析目的以外的准确信息，建议在提岀分析目的时要一次性说 明。许多公司和企业有时也采用一个有限元模型多用的方法，这要根据具体情况灵活 掌握。g. 应认识到建立cae分析指南对cae分析的重要性。在建立cae分析指南之后，就可以减少试验分析的次数。在没有cae分析指南

5、的情况下，千万不要以为有了 初步计算结果后cae分析就是正确的。应该认识so cae分析模型的正确性和计算结果 的合理性必须用力学分析（理论）、分析经验、试验分析和实际使用情况进行判断。h. 3e分析的主要目的是优化设计、通过多方案比较和设计优化分析选择较优的 设计方案。在一般情况下”不用cae的计算结果评价结构行还是”不行”。i. 关于试验验证问题，应认识到试验分析和cae分析都存在误差，二者是互相验 证的关系。试验分析的结果和cae分析的结果（至少在规律方面）应该基本相同，不 能有显著差异，数值误差应在允许的范围之内。提高cae的应用水平如何做好cae分析,也就是如何用cae分析的结果指导

6、产品研发（设计）”这是 非常重要的。关于cae分析，表明上看起来简单，实际上是有较大科技含量的一项辛苦工作。在一些情况下，找岀分析对象的载荷和边界条件是非常困难的，要对分析对象的使用 情况进行仔细的观察和分析，最后还要对计算结果进行分析和确认，不是像有人说的 那样做cae分析很容易,所谓一按电钮,计算结果就出来了。看别人cae分析容易, 自己做起来就不一定容易。cae分析入门容易，但做好分析就不容易了。国内外的许 多实例表明，5e分析人员责任重大，做好cae分析就能给公司和企业带来辉煌，做 不好cae分析就会误导设计,给公司和企业带来损失。学好cae分析，60%在于理论，40%在于经验。建议cae分析人员努力学习力学 和有关专业的基本理论，在工作中对cae分析产生兴趣和激情，在思考中产生灵感和 智慧,在分析问题时积极动脑筋,对每个数据认真负责