CAE技术在汽车产品设计制造中的应用

介绍了CAE的概念及其研究内容,说明了在设计前期引入CAE技术对于减少设计错误、缩短设计周期、提高产品设计质量的重要意义,并从汽车结构强度分析、车身覆盖件成形过程的计算机仿真、汽车碰撞安全性分析、整车系统性能仿真、汽车结构优化设计和汽车运动学、动力学仿真六个方面讲述了CAE技术在汽车产品设计制造中的应用.     

CAE技术在汽车产品设计制造中的应用

介绍了CAE的概念及其研究内容，说明了在设计前期引入CAE技术对于减少设计错误、缩短设计周期、提高产品设计质量的重要意义，并从汽车结构强度分析、车身覆盖件成形过程的计算机仿真、汽车碰撞安全性分析、整车系统性能仿真、汽车结构优化设计和汽车运动学、动力学仿真六个方面讲述了CAE技术在汽车产品设计制造中的应用。     

某SUV车型正面100%刚性壁碰撞仿真分析

为了评价汽车在正面碰撞事故中耐撞性能,以某SUV车型为例,应用HyperMesh仿真软件建立了车辆正面100%重叠刚性壁障碰撞有限元模型。设置整车仿真试验条件,得到该SUV车型的碰撞数据。对整车碰撞能量曲线、车身B柱加速度、前门框变形量、关键位置入侵量等指标进行了解读,对该车的耐撞性做出了合理评价和结构改进,为后续实车碰撞试验打下了良好的基础。     

基于40%偏置碰撞的车身结构优化

基于C-NCAP的正面40%重叠可变形壁障碰撞试验,针对某纯电动SUV进行整车碰撞仿真试验。从改善车身前端吸能结构、提升乘员舱刚度的角度出发,以乘员舱侵入量、B柱加速度为碰撞安全性能评价指标,对车身进行结构优化。优化后的仿真结果显示,前纵梁和A柱变形形式趋于良好,高压线束未受到挤压,各评价指标基本满足优化目标的要求,优化方案能够显著提升碰撞安全性能,为偏置碰撞工况下的车身设计提供了参考。     

基于灵敏度和碰撞仿真的汽车车身轻量化优化设计

提出了基于灵敏度分析和侧面碰撞的汽车车身结构轻量化设计方法.首先以车身结构零件的板厚为设计变量,以白车身的模态和刚度为约束条件,白车身质量最小为目标,分析了零件板厚关于车身模态和刚度的灵敏度.选取对车身模态和刚度以及抗撞性不敏感的车身零件的板厚,进行以白车身质量最小为目标的优化计算.优化结果使车身减轻14.8 kg.对轻量化后的整车和乘员约束系统进行了侧面碰撞的模拟计算,并与轻量化前的结果进行了对比,对整车耐撞性和乘员的安全性进行对比校核,根据碰撞结果对车身零部件的厚度进行了再调整.结果表明,轻量化后的车身满足碰撞安全性的要求,假人的C-NCAP得分也是可接受的.     

基于灵敏度和碰撞仿真的汽车车身轻量化优化设计

提出了基于灵敏度分析和侧面碰撞的汽车车身结构轻量化设计方法。首先以车身结构零件的板厚为设计变量,以白车身的模态和刚度为约束条件,白车身质量最小为目标,分析了零件板厚关于车身模态和刚度的灵敏度。选取对车身模态和刚度以及抗撞性不敏感的车身零件的板厚,进行以白车身质量最小为目标的优化计算。优化结果使车身减轻14.8 kg。对轻量化后的整车和乘员约束系统进行了侧面碰撞的模拟计算,并与轻量化前的结果进行了对比,对整车耐撞性和乘员的安全性进行对比校核,根据碰撞结果对车身零部件的厚度进行了再调整。结果表明,轻量化后的车身满足碰撞安全性的要求,假人的C-NCAP得分也是可接受的。     

40％重叠可变形壁障碰撞和侧面碰撞试验探究

针对在汽车安全交通事故中致伤率和致死率较高的两种碰撞形式,主要研究40%重叠可变形壁障正面碰撞和侧面碰撞,并按照中国新车评价规程2015版进行整车试验,通过试验后车身变形量和假人伤害值进行分析,得出两种类型碰撞对应车身结构损坏和乘员重点损伤部位,为后续新型车辆被动安全保护改进提供参考。     

轿车车身空气动力稳定性分析及结构优化设计

针对轿车车身结构优化设计问题,基于有限元分析法建立了轿车车身三维实体模型、网格划分模型,并进行了整车车身空气动力流场分析;考虑到车身(包括底盘)的平滑设计,研究了轿车车身空气动力稳定性能对车身结构优化设计的影响,保证汽车在运行中减少前方的空气阻力,同时减少车尾产生的真空涡流,提高汽车的动力性能。     

快速公交(BRT)客车的翻滚碰撞性能有限元分析

基于非线性有限元方法进行碰撞仿真的原理,针对BRT客车详细阐述了整车有限元模型的建立。参照了客车翻滚碰撞性能常用标准即欧洲的ECER66法规,用有限元软件仿真模拟某公司BRT客车的翻滚碰撞性能实验,并分析了车身上部结构的安全性能以及对生存空间的侵入。     

基于多目标响应面的整车轻量化研究及应用

为了在保证整车各学科性能的基础上有效实施车身减重,进行了基于多学科多目标响应面的整车强量化研究及实践,首先建立碰撞、NVH以及结构刚度领域所关注性能的响应面,进一步建立质量的响应面,然后以性能为约束,获取质量的最小响应。实践证明,该方法可在不降低整车当前所关注性能的基础上,整车质量减少10.5kg。     

某轿车正碰安全性分析及优化

针对2012年新版C-NCAP,对某自主品牌汽车进行了正面100％重叠刚性壁障碰撞仿真.整车有限元模型的建立基于PAM-CRASH软件平台,模拟本车正面碰撞过程,根据仿真的结果,对该车型的的碰撞特性做了深入研究分析,并和实车数据进行了对标,提出提高车身正面碰撞安全性能及措施.计算结果表明,改进措施效果明显.     

CAE分析技术在汽车产品设计中的应用研究

当前,有限元分析技术在汽车产品开发过程中发挥着不可替代的作用,在车身覆盖件、汽车结构及零部件及整车概念设计的同时,通过产品模拟分析、运动学、动力学仿真,在设计阶段发现设计中存在的缺陷、错误,及时改进优化。如车身的模具设计,通过对拉延工序进行冲压成形模拟分析,优化工艺参数,消除了拉裂、减薄、环状滑移线、起皱与回弹引起的成形缺陷。整车结构件通过CAE结构优化分析,从而大大缩短了产品的研制周期、减少了产品开发费用,全面提高了汽车整车性能和核心开发能力。     

基于侧面柱碰撞的轿车侧围结构改进

由于汽车侧面柱碰撞的高致命性,近年来,随着人们对汽车侧面柱碰撞特殊形态的逐渐认识,对其碰撞安全性的研究也越来越重视。本文依照Euro-NCAP标准,基于有限元基本理论,对某轿车侧面柱碰撞安全性进行了研究。首先,在Hyper Mesh软件中建立整车碰撞的有限元模型,再提交LS-dyna进行求解计算。最后,运用Hyper Works对结果数据进行处理,根据仿真结果对车身侧围主要部件如门槛梁、地板横梁和B柱在侧面柱碰撞的碰撞响应进行分析,提出关键部件结构有效的改进措施,为提高此类轿车侧面柱碰撞安全性提供依据。     

车身结构安全性优化

近几年民用汽车保有量的不断增加,随之汽车的安全性受到人们的高度关注.汽车车身结构是汽车安全性的重要影响因素,欧系汽车因其安全性高受到用户的普遍青睐,人们对汽车安全性的要求在不断提高.因此,优化汽车车身结构是提高整车安全性的重要措施.     

1/2汽车模型悬架动力学分析与性能优化

平顺性对于整车乘坐舒适性和行驶安全性具有重要影响,是衡量现代汽车总体性能的一个重要的指标。而汽车平顺性在很大程度上又取决于悬架结构参数的设计。基于机械系统动力学理论,建立了双轴汽车的1/2汽车四自由度振动系统的状态空间模型和频响函数分析方法,以车身质心加速度均方值和车身角加速度均方值的无量纲加权和为评价指标,建立了以悬架动挠度和轮胎动载荷为约束条件的悬架参数优化模型。在最后的案例分析中,采用遗传算法对本文模型进行求解,通过优化前后的对比分析验证了本文模型和分析方法的有效性。     

MPV汽车正面碰撞有限元分析

首先建立MPV汽车车身模型,然后根据正面碰撞法规要求,划分网格和设置边界条件,最后进行MPV汽车正面碰撞模拟仿真。根据模拟仿真结果,有些碰撞指标不能满足碰撞法规要求,提出对MPV汽车进行加强和改进的方案。     

混合路权下100%低地板有轨电车耐撞性研究

为研究混合路权下100%低地板有轨电车的被动安全性能,在HyperMesh软件中建立有限元计算模型,使用PamCrash碰撞软件进行数值计算分析及后处理工作。依据欧洲标准EN15227《铁路车辆车体的防撞性要求》,同时结合混合路权下低地板有轨电车运营的特殊性以及汽车侧面碰撞法规和相关研究,对列车进行耐撞性研究。结果表明,该有轨电车耐撞性能符合相关标准要求,同时侧面碰撞的研究也为有轨电车被动安全性能的完善提供设计参考。     

大客车车身骨架侧面碰撞模拟分析

阐述了汽车碰撞有限元法和接触碰撞系统,模拟了大客车与大客车侧面碰撞,并从骨架结构变形、乘员生存空间、碰撞能量、碰撞速度和加速度方面详细分析了撞击和被撞大客车车身骨架碰撞安全性,提出了提高大客车车身骨架耐撞性的方法。     

车体典型结构件的抗弯曲冲击特性

车体抗撞性是汽车安全性能的重要指标,作为车身结构的基本组成部分,合理的车体典型结构件将会提高汽车安全性能并节省金属材料,其抗弯曲冲击特性的提高会对车体侧面抗撞性起到积极的作用。为评价车体典型结构件的抗弯曲冲击特性,结合有限元仿真分析和实物碰撞试验的方法,对多组不同特征的零件进行了分析,总结出影响零件抗弯曲冲击性能的主要因素,为进一步深入研究汽车侧撞时的车体结构抗撞性奠定了基础。     

农用车车架分析与优化

车架作为车身结构的主要承载部件,不仅承担车身的内外大部分载荷,而且其性能对整车性能有较大影响.文章以某农用载货车车架为主要对象,基于有限元分析,仿真模拟车架在静态载荷情况下的受力变形情况,结果表明:改进后的结构在载荷相同作用下最大应力和最大变形量都有所降低,其结构能够更好地满足强度和刚度要求,它对提高农用载货汽车的动、静态性能,具有重要的意义.