CAE与汽车开发

目前,CAE分析在汽车开发上的应用主要有:

 


 

刚度、强度与动力学分析
有限元法在机械结构强度、刚度与动力响应分析方面因具有较高的计算精度而到普遍采用,主要用到的有:

  • 车架和车身的强度和刚度及动力学分析
  • 齿轮的弯曲应力和接触应力分析
  • 发动机零件的应力与动力学分析等

 

机构运动分析
机构分析在汽车开发过程中应用广泛,主要包括:

  • 悬架系统分析
  • 发动机活塞、曲轴连杆、气门、挺杆等分析
  • 传动系,转向系齿轮、轴承运动
  • 刹车制动等

噪声振动舒适性(NVH)分析

NVH是指影响汽车乘坐和使用环境等重要因数的振动噪声性能。NVH性能已经成为衡量汽车好坏的分水岭。
NVH的一种解释是:激励源、传递途径和接收器模型。

  • 激励源主要包括:发动机操作、进排气、起伏路面和传动误差等
  • 传递途径有:结构传递和空气传递
  • 接收器主要有:方向盘和车座的振动,驾驶员右耳处声压等。

分析部件和系统的振动特性,包括固有频率和振型是研究NVH的重要内容。 

 

被动安全分析
汽车的安全性可划分为主动安全性和被动安全性。统计分析表明,主动安全性只能避免5%的事故,因此提高被动安全尤为重要。
被动安全仿真包括碰撞(前撞、侧撞、后撞)、顶部碾压分析、安全气囊仿真等。

 

热力学、流体动力学分析
汽车的热分析主要有:发动机燃烧、排气管道、刹车制动等热分析和车内空调热管理等。
汽车的流体动力学分析主要有:空气对汽车的阻力、发动机的冷却、车厢里的通风换气、气流噪声、车身表面覆盖件的振动等。
热、流分析可以有效提高汽车性能,增加乘坐舒适性。在热、流分析中热流耦合的现象比较常见。

 

疲劳寿命分析
疲劳破坏主要由循环载荷引起,通过仿真与实验相关性分析,可以预测生命周期。疲劳分析主要针对:

  • 车架、车身、整车
  • 焊接点、焊接缝
  • 悬架系统,发动机支撑架、曲轴连杆机构
  • 车轮、刹车系统

疲劳试验周期较长,通过仿真可以大大缩减汽车开发时间。

 

操纵稳定性,平顺性分析

汽车的操纵稳定性,平顺性是整车的重要性能。RecurDyn/Tire 提供了各种轮胎模型(包括 Fiala,UA,及FTire 等)为用户进行各种工况下的操纵稳定性,平顺性分析。