目前在汽車研發(fā)的全流程中，CAE分析已經成為國內各大主機廠整車研發(fā)過程中必要的流程，沒有CAE分析或者CAE分析值達不到設計目標，設計就不能進入下一個技術流程。CAE分析小到單個零部件分析，大到整車碰撞NVH分析和整車碰撞安全性分析，覆蓋了結構、流體力學、多體動力學、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，根據整車開發(fā)進度，從產品預研、概念設計、工程設計、試驗試制到批量制造上市的每個階段，CAE仿真分析和工程仿真經驗都不可或缺。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域。



1、專業(yè)系統(tǒng)-發(fā)動機關鍵零部件分析計算系統(tǒng)

針對不同零部件所需要進行的不同分析內容及分析工況，固化分析流程，集成分析軟件，建立不同軟件間的數據關聯(lián)關系，以向導化的方式封裝軟件的具體操作過程，并融入分析規(guī)劃和經驗，最終形成內燃機關鍵零部件分析計算系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據內燃機關鍵零部件的分析內容，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大類分析的多個具體的分析向導和模板，支持從前處理、求解參數到后處理的完整定義過程，實現(xiàn)從單場到多場、從一維到三維、從流體到結構的求解計算，規(guī)范了內燃機關鍵零部件的復雜仿真分析過程，使得用戶能夠方便地進行內燃機關鍵部件的單場計算或多場耦合仿真，并根據要求自動輸出分析報告。




發(fā)動機關鍵零部件分析計算系統(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容。整車碰撞安全性CAE仿真分析因其可重復性、低費用、方便性等優(yōu)點成為檢驗某一設計方案是否合理的有效方法。

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

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


整車耐撞性仿真分析（正碰、偏置碰和側碰）

鞭打試驗 乘員約束系統(tǒng)分析 行人保護

3、整車強度疲勞耐久性仿真分析

在整車數模設計凍結之前，綜合運用多體動力學仿真技術、有限元法和疲勞仿真分析技術搭建整車的虛擬試驗平臺對整車疲勞耐久性進行分析，而且可以對不同設計方案進行橫向對比分析，為設計部門的方案選擇提供參考和指導，可以大大縮短整車的開發(fā)周期，節(jié)約設計成本。

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


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性能指標已經成為衡量產品品牌價值的重要標桿。良好的NVH性能可以極大地提高產品品質和市場競爭力。

首先根據車型的市場定位，選定標桿車型和競爭車型。通過對標桿車型和競爭車型的試驗和分析，確定設計車型的NVH性能指標。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。

分析內容主要包括：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（NTF）分析、以及其他相關總成及零部件的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，周圍的空氣與其產生相對運動，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)代汽車設計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，以此指導汽車新產品的造型和結構設計工作。

應用CFD數值模擬可為車身氣動外形的初選提供依據，方便、直觀地了解汽車各部分的分離情況和尾部渦系結構及分布情況，初步計算出整車的風阻系數，為進一步細化設計提供依據。

分析內容主要包括：整車外流場風阻系數分析、空調通風管道流量分配分析、除霜除霧分析、機艙散熱分析、進排氣阻力分析等等。


整車外流場風阻系數分析

   空調管道風量分配分析 除霜除霧分析

6、新能源汽車輕量化與工業(yè)再設計

整車輕量化技術是汽車技術發(fā)展的一個大方向，尤其對新能源汽車來說，從整車到零部件，輕量化設計貫穿于整車開發(fā)的整個周期中。

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、強度、疲勞、碰撞安全性和NVH（噪音、振動、平順性）等性能的基礎上，將結構輕量化優(yōu)化設計技術（拓撲優(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、復合材料等）、輕量化制造技術（精密鑄造、3D打印、激光拼焊等）集成應用從而實現(xiàn)產品的減重。

分析內容主要包括：白車身輕量化結構設計、開閉件輕量化分析、底盤結構件輕量化設計分析等等。


                                        輕量化實現(xiàn)路徑

行李廂內板輕量化設計分析

白車身從概念設計階段到工程設計階段輕量化實現(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、工作效率等指標將直接關系到車輛動力性能。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：根據溫度場分布設計散熱系統(tǒng)
電池的機械性能分析：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，結構振動
結構的耐久性分析：結構的疲勞分析

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為核心，以其自身專業(yè)的仿真咨詢專家團隊以及豐富的CAE技術資源和積累為競爭力，集結全球工業(yè)產品專家、仿真技術專家、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，幫助用戶解決在產品/工程的研發(fā)/設計中遇到的技術難題和CAE專業(yè)技術人才培養(yǎng)問題。