目前在汽車研發(fā)的全流程中，CAE分析已經(jīng)成為國內(nèi)各大主機(jī)廠整車研發(fā)過程中必要的流程，沒有CAE分析或者CAE分析值達(dá)不到設(shè)計(jì)目標(biāo)，設(shè)計(jì)就不能進(jìn)入下一個(gè)技術(shù)流程。CAE分析小到單個(gè)零部件分析，大到整車碰撞NVH分析和整車碰撞安全性分析，覆蓋了結(jié)構(gòu)、流體力學(xué)、多體動力學(xué)、被動安全、工藝、整車性能等方方面面。

從傳統(tǒng)燃油車到新能源汽車，根據(jù)整車開發(fā)進(jìn)度，從產(chǎn)品預(yù)研、概念設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、試驗(yàn)試制到批量制造上市的每個(gè)階段，CAE仿真分析和工程仿真經(jīng)驗(yàn)都不可或缺。隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，高端CAE仿真咨詢和客戶化定制開發(fā)服務(wù)方興未艾。本期，為大家分享下，安世中德公司在汽車行業(yè)的典型咨詢案例和專業(yè)分析系統(tǒng)，包括汽車碰撞安全性、疲勞耐久性、NVH、CFD以及新能源汽車等領(lǐng)域。



1、專業(yè)系統(tǒng)-發(fā)動機(jī)關(guān)鍵零部件分析計(jì)算系統(tǒng)

針對不同零部件所需要進(jìn)行的不同分析內(nèi)容及分析工況，固化分析流程，集成分析軟件，建立不同軟件間的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系，以向?qū)Щ姆绞椒庋b軟件的具體操作過程，并融入分析規(guī)劃和經(jīng)驗(yàn)，最終形成內(nèi)燃機(jī)關(guān)鍵零部件分析計(jì)算系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)內(nèi)燃機(jī)關(guān)鍵零部件的分析內(nèi)容，集成和封裝了UG、GT power、StarCD、CCM＋、Hypermesh、ANSA、ABAQUS、ANSYS、Adams、FE Safe、Virtual Engine、FEMFat以及企業(yè)自編程序等，形成了面向7大類分析的多個(gè)具體的分析向?qū)Ш湍０?，支持從前處理、求解參?shù)到后處理的完整定義過程，實(shí)現(xiàn)從單場到多場、從一維到三維、從流體到結(jié)構(gòu)的求解計(jì)算，規(guī)范了內(nèi)燃機(jī)關(guān)鍵零部件的復(fù)雜仿真分析過程，使得用戶能夠方便地進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)關(guān)鍵部件的單場計(jì)算或多場耦合仿真，并根據(jù)要求自動輸出分析報(bào)告。




發(fā)動機(jī)關(guān)鍵零部件分析計(jì)算系統(tǒng)

2、整車碰撞安全性仿真分析

汽車碰撞安全性一直是各大汽車公司研究的重要內(nèi)容。整車碰撞安全性CAE仿真分析因其可重復(fù)性、低費(fèi)用、方便性等優(yōu)點(diǎn)成為檢驗(yàn)?zāi)骋辉O(shè)計(jì)方案是否合理的有效方法。

根據(jù)車型不同的銷售市場和碰撞星級定位（C-NCAP、E-NCAP、IIHS/NHTSA、J-NCAP），進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化碰撞迭代分析。

分析內(nèi)容包括：整車耐撞性分析、乘員約束系統(tǒng)分析、鞭打試驗(yàn)、行人保護(hù)以及其他法規(guī)要求的碰撞類分析項(xiàng)。


整車耐撞性仿真分析（正碰、偏置碰和側(cè)碰）

鞭打試驗(yàn) 乘員約束系統(tǒng)分析 行人保護(hù)

3、整車強(qiáng)度疲勞耐久性仿真分析

在整車數(shù)模設(shè)計(jì)凍結(jié)之前，綜合運(yùn)用多體動力學(xué)仿真技術(shù)、有限元法和疲勞仿真分析技術(shù)搭建整車的虛擬試驗(yàn)平臺對整車疲勞耐久性進(jìn)行分析，而且可以對不同設(shè)計(jì)方案進(jìn)行橫向?qū)Ρ确治?，為設(shè)計(jì)部門的方案選擇提供參考和指導(dǎo)，可以大大縮短整車的開發(fā)周期，節(jié)約設(shè)計(jì)成本。

分析內(nèi)容包括整車疲勞仿真分析、白車身強(qiáng)度和疲勞仿真分析、車身焊點(diǎn)疲勞仿真分析以及其他總成及零部件強(qiáng)度疲勞分析等等。


整車疲勞耐久性仿真分析

4、 整車NVH仿真分析

NVH即噪音(Noise)、振動(Vibration)、聲振粗糙度(Harshness)，通俗稱為乘坐轎車的“舒適感”。目前整車NVH性能指標(biāo)已經(jīng)成為衡量產(chǎn)品品牌價(jià)值的重要標(biāo)桿。良好的NVH性能可以極大地提高產(chǎn)品品質(zhì)和市場競爭力。

首先根據(jù)車型的市場定位，選定標(biāo)桿車型和競爭車型。通過對標(biāo)桿車型和競爭車型的試驗(yàn)和分析，確定設(shè)計(jì)車型的NVH性能指標(biāo)。制定整車的模態(tài)分布表、確定各系統(tǒng)總成和零部件的NVH性能指標(biāo)。

分析內(nèi)容主要包括：整車模態(tài)分析、聲腔模態(tài)分析、白車身模態(tài)分析、車身噪聲傳遞函數(shù)（NTF）分析、以及其他相關(guān)總成及零部件的NVH性能分析等等。


整車NVH傳遞路徑 聲腔模態(tài)分析 方向盤模態(tài)分析

5、 整車CFD仿真分析

汽車行駛時(shí)，周圍的空氣與其產(chǎn)生相對運(yùn)動，形成對流。汽車行駛的速度越快，該氣流對汽車影響的作用越大。所以，現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)中必須考慮空氣動力對汽車的作用，要研究其對汽車主要作用性能的影響，以此指導(dǎo)汽車新產(chǎn)品的造型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。

應(yīng)用CFD數(shù)值模擬可為車身氣動外形的初選提供依據(jù)，方便、直觀地了解汽車各部分的分離情況和尾部渦系結(jié)構(gòu)及分布情況，初步計(jì)算出整車的風(fēng)阻系數(shù)，為進(jìn)一步細(xì)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

分析內(nèi)容主要包括：整車外流場風(fēng)阻系數(shù)分析、空調(diào)通風(fēng)管道流量分配分析、除霜除霧分析、機(jī)艙散熱分析、進(jìn)排氣阻力分析等等。


整車外流場風(fēng)阻系數(shù)分析

   空調(diào)管道風(fēng)量分配分析 除霜除霧分析

6、新能源汽車輕量化與工業(yè)再設(shè)計(jì)

整車輕量化技術(shù)是汽車技術(shù)發(fā)展的一個(gè)大方向，尤其對新能源汽車來說，從整車到零部件，輕量化設(shè)計(jì)貫穿于整車開發(fā)的整個(gè)周期中。

整車輕量化不是簡單的減重，而是要在滿足車輛模態(tài)、剛度、強(qiáng)度、疲勞、碰撞安全性和NVH（噪音、振動、平順性）等性能的基礎(chǔ)上，將結(jié)構(gòu)輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)（拓?fù)鋬?yōu)化、形貌優(yōu)化和尺寸優(yōu)化等）與多種輕量化材料（鋁合金、復(fù)合材料等）、輕量化制造技術(shù)（精密鑄造、3D打印、激光拼焊等）集成應(yīng)用從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的減重。

分析內(nèi)容主要包括：白車身輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、開閉件輕量化分析、底盤結(jié)構(gòu)件輕量化設(shè)計(jì)分析等等。


                                        輕量化實(shí)現(xiàn)路徑

行李廂內(nèi)板輕量化設(shè)計(jì)分析

白車身從概念設(shè)計(jì)階段到工程設(shè)計(jì)階段輕量化實(shí)現(xiàn)路徑（克萊斯勒）

7、新能源汽車電池仿真

電池組作為新能源汽車的最主要的動力來源，同時(shí)也為眾多的電動輔助系統(tǒng)提供能量，因此電池組的可靠性、耐久性、安全性、工作效率等指標(biāo)將直接關(guān)系到車輛動力性能。安世中德可以提供電池組CAE仿真分析的解決方案主要包括：

電池組熱管理：根據(jù)溫度場分布設(shè)計(jì)散熱系統(tǒng)
電池的機(jī)械性能分析：碰撞，碾壓，針刺對電池的影響
噪聲、振動和聲振粗糙度分析：流動噪聲，結(jié)構(gòu)振動
結(jié)構(gòu)的耐久性分析：結(jié)構(gòu)的疲勞分析

電池水冷系統(tǒng)熱管理分析

電池自冷卻熱分析

安世中德公司以工程仿真技術(shù)為核心，以其自身專業(yè)的仿真咨詢專家團(tuán)隊(duì)以及豐富的CAE技術(shù)資源和積累為競爭力，集結(jié)全球工業(yè)產(chǎn)品專家、仿真技術(shù)專家、研發(fā)知識和研發(fā)工具資源，為用戶提供量身定制的高端CAE仿真咨詢和客戶化定制開發(fā)服務(wù)，幫助用戶解決在產(chǎn)品/工程的研發(fā)/設(shè)計(jì)中遇到的技術(shù)難題和CAE專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)問題。