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三種汽車設(shè)計(jì)的試驗(yàn)方法：CAE、風(fēng)洞試驗(yàn)、環(huán)境艙測試

2019-06-12 23:42:52·  來源：環(huán)境技術(shù)雜志  
　
早期的汽車的設(shè)計(jì)過程一般有以下幾個(gè)過程：工程師先設(shè)計(jì)零件圖和裝配圖樣車試制通過道路試驗(yàn)檢測樣車性能改進(jìn)再試制性能達(dá)到設(shè)計(jì)初期的目標(biāo)；這種開發(fā)流程的周期
早期的汽車的設(shè)計(jì)過程一般有以下幾個(gè)過程：

工程師先設(shè)計(jì)零件圖和裝配圖—樣車試制—通過道路試驗(yàn)檢測樣車性能—改進(jìn)再試制—性能達(dá)到設(shè)計(jì)初期的目標(biāo)；

這種開發(fā)流程的周期很長，一個(gè)車型的開發(fā)需要 5 年甚至更長。因此工程師開始摸索利用仿真方法進(jìn)行汽車設(shè)計(jì)，比如在計(jì)算機(jī)中對汽車進(jìn)行設(shè)計(jì)、參數(shù)校核、裝配及運(yùn)動(dòng)仿真，在實(shí)驗(yàn)室中模擬道路阻力、振動(dòng)、氣溫等環(huán)境從而對汽車進(jìn)行測試，從而大大減少開發(fā)周期。

計(jì)算機(jī)輔助工程


計(jì)算機(jī)輔助工程(Computer Aided Engineering，CAE)，泛指包括分析、計(jì)算和仿真在內(nèi)的研發(fā)活動(dòng)。CAE 技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和工程分析技術(shù)相結(jié)合形成的新興技術(shù)。CAE軟件是由計(jì)算力學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、數(shù)字仿真技術(shù)、工程管理學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，而形成一種綜合性、知識密集型信息產(chǎn)品。

在汽車的整個(gè)開發(fā)過程中，CAE在很多方面都有應(yīng)用：

發(fā)動(dòng)機(jī)方面，可進(jìn)行其性能的計(jì)算機(jī)估計(jì)，燃燒過程的計(jì)算機(jī)模擬，冷卻、傳熱的有限元分析、缸體等結(jié)構(gòu)的有限元強(qiáng)度分析；

車身方面，可進(jìn)行車身結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)、靜態(tài)有限元分析，車身外型空氣動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)模擬，車身噪聲分析；

底盤方面，可進(jìn)行車架有限元分析，懸架機(jī)構(gòu)有限元分析，變速器、傳動(dòng)軸及車橋等結(jié)構(gòu)強(qiáng) 度的有限元分析；

整車方面，可進(jìn)行汽車平順性，操縱穩(wěn)定性的計(jì)算機(jī)模擬及撞車的有限元模擬。

風(fēng)洞試驗(yàn)


汽車風(fēng)洞試驗(yàn)利用人造氣流，在管道中造成一段氣流均勻流動(dòng)的區(qū)域，空氣流速可高達(dá)270km/h，從而利用這種氣流來模擬汽車在實(shí)際道路上行駛的空氣流動(dòng)特性。為試驗(yàn)1:1模型(全尺寸模型)或真車的風(fēng)洞叫做“全尺寸風(fēng)洞”，為試驗(yàn)縮比模型或零部件的較小尺寸的風(fēng)洞叫做“模型風(fēng)洞”。

環(huán)境艙


汽車使用需要面對苛刻的環(huán)境條件，因此汽車在開發(fā)、試制階段必須經(jīng)過充分的環(huán)境試驗(yàn)，包括低溫冷啟動(dòng)試驗(yàn)、汽車空調(diào)環(huán)境試驗(yàn)、汽車淋雨試驗(yàn)、零部件的鹽霧腐蝕試驗(yàn)、高低溫交變濕熱試驗(yàn)等等。

環(huán)境艙就是人為模擬外界環(huán)境氣候，比如在實(shí)驗(yàn)室中模擬環(huán)境溫度(比如-40°C~60°C)， 環(huán)境濕度(比如 20%~95%)，環(huán)境壓力(比如 0.9~1.2bar)等等，并利用轉(zhuǎn)鼓模擬道路行駛，利用轉(zhuǎn)鼓跟蹤風(fēng)機(jī)模擬迎面風(fēng)，利用全光譜燈泡模擬日照光等。
 
  
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