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有限元分析_CAE應用解決方案專家
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汽車行業的CAE解決方案

汽車行業是一個高速發展的行業,其競爭也日趨激烈,在這種情況下,新產品推出的速度也越來越快。激烈競爭的汽車市場對汽車的開發周期和質量性能提出了很高的要求。汽車是由幾千個零部件組成的復雜產品, 在研發過程中常涉及到多種多樣的流體力學方面的工程問題,CAE的作用就在于它能驅動精益設計和快速汽車開發流程,可以大量的節省開發成本,縮短開發周期。

在結構設計階段,碰撞安全分析可以完全控制新車的安全風險。一個全新的車型開發,不做CAE分析,風險會十分巨大。在初期概念設計階段,通過CFD計算可以方便地評估新車風阻系數等指標,而不用去做風洞試驗,可以節省很多時間和費用。 

1.車身總體

>整車碰撞

汽車碰撞是一個非常復雜的力學問題,是一個動態的大位移和大變形過程,接觸和高速沖擊載荷影響著碰撞全過程, 系統具有幾何非線性、材料非線性和邊界非線性等多重非線性行為。同時隨著碰撞分析的深入,分析更多的模型包括越來越多的組件,越來越大模型規模等。

 

>假人及安全氣囊

準確模擬仿真編織材料模型如安裝氣囊、安全帶等特殊材料,對車輛的正面碰撞、側面碰撞中的假人如男性、女 性和兒童假人進行模擬分析。


>協同仿真

模擬車輛的結構部分,對全部的假人模型、乘客的安全特性和安全帶安全氣囊進行耦合計算。


>車門、座椅等碰撞和擠壓分析

車門、座椅等零部件通常都有擠壓和碰撞規范要求,進行分析可以減少或代替試驗,降低產品開發成本 和加快開發速度。


>車身強度分析

通過線性靜力學分析,對整車的零部件、裝 配件及車身進行全面、系統的靜力學分析。

車身強度分析

 

>考慮預載荷的NVH分析

分析整車在路面上高速行駛時,考慮風噪預載的情況下對整車進行NVH分析


 

>儀表盤強度剛度以及熱分析

對儀表盤在總體強度進行分析,如在隨機振動中受到的應力。分析儀表盤的各點剛度,以及工作時內部的熱分布熱流道情況。

儀表骨架剛強度、分析


>油箱、水箱分析

對油箱的強度、跌落、隨機振動、壓力等進行分析確定油箱的可靠性。



2.發動系統

>曲軸連桿系統機構運動分析

模擬仿真曲軸連桿系統的復雜機構運動,對可能存在的疲勞失效進行分析。


 

>連桿強度分析

對連桿的螺栓預緊,軸瓦過盈,氣缸爆發壓力、慣性載 荷等等大量非線性和多工況分析內容進行分析,確認連桿的強度。


>曲軸應力分析、子模型分析

精確分析曲軸的局部應力,處理大規模模型的復雜接觸問題。

曲軸應力 

 

>活塞各工況應力分析

活塞裝配件由活塞和活塞銷組成,發動機活塞工作環境惡劣,在承受較大熱負荷的同時還承受包括燃氣壓力、慣性力、側壓力的機械負荷。準確分析活塞的各工況分析,得到其的溫度和應力分布。

 

>排氣系統

對進排氣系統設計是決定發動機性能的關鍵指標,需要進行相應的強度,剛度,熱應力,模態等進行校核,完善設計。

 

>消音器聲固耦合分析

進排氣系統是汽車噪聲的重要來源,采用完全或順序聲固耦合分析,可以得到其中的聲壓分布,為發動機的降噪設計提供依據。

 

>密封系統分析

通過分析計算來確保發動機的各個油封裝置都能達到密封要求。


 

3.傳動系統

>齒輪傳動分析

分析齒輪在各種工況和狀態下的接觸應力,為強度和壽命設計提供參考。并在條件許可的情況下對齒輪進行參數化建模和二次開發,實現快速建模和分析。


>傳動軸總成接觸及模態計算

汽車在起步、加速和制動時,傳動軸要承受很大扭矩,是汽車傳動系中關鍵總成之一,模擬仿真這一情況會有效的使傳動軸更安全可靠。

 

>變速器殼體有限元分析

對某變速器齒輪箱殼體進行有限元分析,根據計算結果分析變速器殼體的強度和剛度是否滿足設計要求。

 

 

>無極變速器(CVT)傳動效率分析

在變速器開發階段分析CVT裝配件,考慮多個部件之間的接觸和摩擦,計算變速器的整體傳動效率,使產品更加優秀。

 

>驅動橋及橋殼應力計算

分析驅動橋和橋殼的應力情況,確保足夠的強度和剛度,足夠的壽命。

 

 

4.行駛系統

>車架多工況分析

對多達幾十或幾百種工況進行獨立的分析,在一次分析中,將所有的工況全部求解,節省分析時間、縮短研發流程、提高工作效率。

 

 

>底盤耐久振動分析

對激勵部分進行建模和加載隨之對整個底盤或車輛進行虛擬振動實驗模擬。

 

>鋼板彈簧強度分析

分析鋼板彈簧在整個運動過程中的剛度變化,研究其剛度情況。

 

>懸架系統分析

分析預應力狀態的各種懸架系統,為整車的設計提供合理的設計參數。

 

 

>重力作用下的靜態平衡

分析整車在重力作用下的靜態平衡,分析懸掛部件和輪胎應力,為碰撞計算做準備。

 

>裝配及充氣分析

分析可以知道輪胎與輪輞的結合情況,以及輪胎骨 架材料受力集中處的應力分布,對改善輪胎與輪輞的接觸狀態,提高輪胎的使用壽命有較強的指導意義。

 

>輪胎穩態滾動分析

采用歐拉與拉格朗日相接合的方法進 行輪胎穩態滾動分析,只需在接觸區域進行網格細化,與傳統的純拉格朗 日方法相比節省大約90%的時間。在整個分析中可以得到側偏力和回正力 矩隨側偏角的變化情況,對輪胎的操縱性進行評價。

 

>輪胎滑水、雪地滾動分析

通過分析輪胎的滑水和雪地滾動,可以為改進輪胎胎面花紋設計,提高輪胎的滑水性能 提供參考

 

5.轉向和制動系統

>轉向管柱強度分析

確保轉向管柱及點火鎖的組合機構必須具有較高抵抗變形與抗扭轉的性能,保證在較大的外力矩下不發生破壞。

 

>控制臂計算及優化

分析車輛碰到路沿時,下控制臂發生的屈曲變形,并對產品進行非線性優化,設計出結構更合理、使用材料更少的產品。

 

>轉向節承載力分析

在汽車行駛狀態下,轉向節承受著多變的沖擊載荷,因此,要對其分析確保其有具有很高的強度。

 

>剎車嘯聲分析

引入預緊力和摩擦的影響,并利用復模態分析方法,求解系統的復特征值問題,為結構設計提供合理的設計參數。

 

>剎車盤熱固耦合分析

利用強大的傳熱以及熱固耦合分析可以對剎車盤上的溫度以及熱應力進行準確的預測。為剎車盤的設計提高強有力的指導。

 

 

>ABS剎車分析

ABS(制動防抱死系統)進行仿真分析,根據輸出的參數反饋調整載荷,實現動態的實時仿真模擬分析。



>鼓式制動器底板成型分析

精確分析底板的成型塑性區和回彈量,避免沖壓破損和起皺。


>駐車制動器操縱桿分析

操縱機構若剛度不夠,使用過 程中手制動臂在縱向力和側向力的作用下會產生過大的變形,甚至產生不可恢復的 殘余變形,嚴重影響手制動器的使用性能,固要加強其強度確保使用性能。


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