CAE技术在汽车行业的应用从最初的线弹性部件分析到汽车结构中大量的非线性问题分析,到现在汽车疲劳寿命分析、NVH分析、碰撞模拟等,CAE分析几乎涵盖了汽车性能的所有方面。今天为大家盘点一下CAE技术应用于汽车行业的方向和领域。
1、底盘强度耐久分析
底盘是汽车的重要承载系统,底盘结构件的强度耐久性能直接关系到汽车的可靠性,直接关系到行车安全。底盘强度耐久方面涵盖了制动系统、传动系统、转向系统、行驶系统等全方面的分析,目前,整车研发机构多集中于对悬架的强度耐久分析。而其它系统的CAE分析通常由相应的零部件供应商在开发过程中负责完成。
2、车身强度耐久分析
车身的强度和刚度整个汽车的承载能力和抗变形能力至关重要。此外,基于强度和刚度分析的车架和车身结构优化对整车的轻量化从而提高经济性和动力性也有很大作用。
3、齿轮的弯曲应力和接触应力分析
通过对齿轮齿根弯曲应力和齿面接触应力的分析,优化齿轮结构参数,提高齿轮的承载载力和使用寿命。
4、动力总成分析
发动机零件在工作过程中受到气缸内气体的高压力和热应力,通过有限元分析找出应力集中的危险部位加以改进则可以预防事故发生。
除了发动机,还有现在比较热门的新能源汽车上的电池包分析,电磁兼容性分析等等
5、NVH分析
噪音(Noise)、振动(Vibration)、平稳(Harshness)三项标准,通俗称为乘坐“舒适感”。
随着收入水平的提高,消费者越来越看重汽车产品的舒适性即NVH性能,因此汽车开发中也必不可少的要进行NVH分析,主要包括动力系统NVH、车身NVH、底盘NVH三大部分。而汽车NVH分析则涉及到汽车在各级频率的模态分析,不同路面工况激励下的汽车振型,还有风噪、发动机噪声、轮胎噪声等声学研究,这些都离不开CAE仿真分析。
6、机构运动分析
机构运动分析就是根据原动件的已知运动规律,求该机构其他构件上某些点的位移、轨迹、速度和加速度,以及这些构件的角位移、角速度和角加速度。
通过对机构进行速度分析,了解从动件的速度变化规律能否满足工作要求,了解机构的受力情况。
机构运动分析的方法很多,主要有图解法和解析法。
7、车辆碰撞模拟分析
汽车安全性分为主动安全性和被动安全性。
主动安全性是指汽车能够识别潜在的危险自动减速,或当突发的因素出现时,能够在驾驶员的操纵下避免发生交通事故的性能。
被动安全性是指汽车发生不可避免的交通事故后,能够对车内乘员或行人进行保护,以免发生伤害或使伤害降低到最小程度。
作为最常用的交通工具,汽车的安全性能是汽车厂商和消费者双方都高度关注的问题,政府相关部门也为此制定了一系列评价标准,所以在汽车结构的刚度和强度分析之后,还必须通过CAE工具进行碰撞仿真分析对汽车安全性加以验证。在汽车安全性设计中需要执行包括不同的碰撞方向、不同的碰撞速度、不同的重量、不同的假人及坐姿等碰撞分析,通过分析结果来对汽车结构设计进行相应的优化。