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汽车行业中CAE技术相关理论

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发表于 2016-11-9 15:09:18 | 显示全部楼层 |阅读模式 简体中文繁體中文
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    汽车计算机工程分析涉及的理论主要包括以下方面(资料):计算力学、振动上程与控制、计算数学、软件技术、强度理论、疲劳理论、塑性成形的理论、柔体和多刚体动力学、计算机图形学等。
    CAE技术主要应用有限元法、仿真技术、优化设计:
    (1)有限元法:主要对象是汽车零部件及整体的结构分析,包括结构刚度、强度分析、非线性和热场计算等内容,可缩短开发周期、降低开发费用和提高设计质量。
    下面以车架为例进行有限元法的说明:
    首先建立有限元模型,即建立车架的几何造型设计,几何模型建立后进行单元网格划分,进一步求解,进行前置处理。对进行过前置处理的初步车架模型进行简化处理,如翻边、倒角等;进行连接处理,如焊接,螺接等;进行单元质量控制,对于网格的形状,主要控制歪斜、翘曲、长宽比、单元最大内角、单元最小内角、雅克比行列式值,这些质量控制因素直接影响计算的精度和收敛性。
    以上过程均以不同的CAE软件为基础,如MSC.Nastran求解器、CATIA、Hypermesh、FELAC、ANSYS、NASTRAN等。
    (2)仿真技术:主要对象是分系统或系统,包括虚拟样机、流场计算和电磁场计算等内容,用以构造系统模型,进行进一步分析,进行仿真。
    首先进行可行性研究,收集整车参数,进行概念设计。主要参数有:行驶性、操纵稳定性、振动、噪声和舒适性、轮胎、悬挂的配备、NVH 分析的ISO2631评价水平、车身的刚度、强度、寿命评价和车身自然频率、轿厢通风、隔热、噪声、车身的空气动力学特性、发动机舱的气流和热交换、主动安全性(相应标准)和被动安全性(法规)水平等。在原参数的基础上,改变修整一些参数,应用CAE技术对“原型车”和“开发车”系统进行仿真。
    (3)优化设计:主要对象是结构设计参数,进行产品设计,对于重要的零件进行重点分析,如交叉节结构的连接方法等。车身开发的产品设计主要是产生包括所有部件的设计图纸,例如:前围、地板、保险杠、顶盖、车门、发动机和行李仓盖板等分总成以及门框的A、B和C柱、边梁、副车架、车后部钣金、行李仓等的设计,这些都需要应用CAE 进行分析。
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