CAE在整车开发中的应用.pdf
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CAE在整车开发中的应用.pdf
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CAESupportforFullVehicleDevelopmentCAESupportforFullVehicleDevelopmentEngineeringTechnologyAssociates.,IncNov.7,2006CAESupportforFullVehicleDevelopment整车产品开发阶段整车产品开发阶段?
产品战略阶段产品战略阶段ProductStrategy?
概念设计阶段概念设计阶段Concept?
详细设计阶段详细设计阶段DetailDesign?
项目样车阶段项目样车阶段ProgramVehicle?
试装阶段试装阶段Pilot?
投产阶段投产阶段Launch?
改进阶段改进阶段Improvement&Renewal项目开发流程试验项目开发流程试验试验类型试验类型试验类型概念选择阶段批准阶段项目样车阶段试装阶段投产阶段改进阶段试验类型概念选择阶段批准阶段项目样车阶段试装阶段投产阶段改进阶段/概念选择阶段概念选择阶段主题和工程设计的选择主题和工程设计的选择项目批准项目批准第一辆项目样车制造第一辆项目样车制造F1第一辆试装车制造第一辆试装车制造P0第一辆产品车制造第一辆产品车制造V1主题和工程设计的选择主题和工程设计的选择试验目的试验目的试验目的试验目的执行、优化及执行、优化及“风险评估风险评估”主要方法主要方法主要方法主要方法次要方法次要方法次要方法次要方法?
对概念和主题进行分类,以保证功能和装配可行性设计的挑选对概念和主题进行分类,以保证功能和装配可行性设计的挑选概念分类及选择概念分类及选择?
整车、系统和零部件工程开发试验整车、系统和零部件工程开发试验?
原始的原始的/其派生的其派生的CAE模型模型?
零部件零部件/系统台架试验系统台架试验?
研究结构概念车系统和分系统开发的可行性研究结构概念车系统和分系统开发的可行性?
验证产品设计和功能硬件验证产品设计和功能硬件?
评估产品可靠性的增长评估产品可靠性的增长?
验证制造工艺的可行性验证制造工艺的可行性?
零部件零部件/系统设计验证试验系统设计验证试验?
台架试验台架试验?
详细详细CAE模型模型?
结构概念车和项目预样车系统结构概念车和项目预样车系统/分系统整体性试验分系统整体性试验?
确认产品功能确认产品功能?
验证制造和装配工艺验证制造和装配工艺?
系统和整车设计验证试验系统和整车设计验证试验?
零部件生产确认试验零部件生产确认试验?
项目样车项目样车?
零部件和系统台架试验零部件和系统台架试验?
详细详细CAE模型模型?
确认制造和装配工艺确认制造和装配工艺?
系统和整车生产确认试验系统和整车生产确认试验?
试装样车试装样车?
详细详细CAE模型模型?
确认产品和工艺的持续一致性确认产品和工艺的持续一致性?
系统和整车生产确认试验系统和整车生产确认试验?
生产车辆生产车辆?
台架试验台架试验?
详细详细CAE模型模型试装阶段概念设计阶段详细设计阶段项目样车阶段改进阶段试装阶段概念设计阶段详细设计阶段项目样车阶段改进阶段/概念选择阶段投产阶段概念选择阶段投产阶段CAESupportforFullVehicleDevelopmentCAE工具在整车开发中的应用工具在整车开发中的应用规划规划设计设计样车样车验证验证产品产品循环循环规划规划设计设计样车样车验证验证产品产品循环次数减少循环次数减少CAE规划规划设计设计样车样车验证验证产品产品CAE优化设计优化设计无无CAE活动活动CAE介入介入CAE主导主导CAESupportforFullVehicleDevelopment?
运用运用CAE的工具指导整车的设计:
的工具指导整车的设计:
?
建立汽车的设计目标建立汽车的设计目标(概念设计阶段);概念设计阶段);?
满足整车开发中的设计目标满足整车开发中的设计目标(概念设计阶段与详细设计阶段);概念设计阶段与详细设计阶段);?
验证整车开发阶段的性能并且找出设计不足之处验证整车开发阶段的性能并且找出设计不足之处(样车阶段);样车阶段);?
验证设计和产品的改进验证设计和产品的改进(产品阶段);产品阶段);?
CAE在整车开发中分析的内容:
在整车开发中分析的内容:
?
强度与刚度分析;强度与刚度分析;?
NVH分析;分析;?
耐久性分析;耐久性分析;?
汽车防撞性与乘员安全性分析;汽车防撞性与乘员安全性分析;?
流体分析;流体分析;CAE工具在整车开发中的应用工具在整车开发中的应用CAESupportforFullVehicleDevelopment?
汽车开发中典型的汽车开发中典型的CAE工具:
工具:
?
结构问题方面:
结构问题方面:
?
ABAQUS?
LS-DYNA?
PAM-CRASH?
RADIOSS?
动力学方面:
动力学方面:
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ADAMS?
流体方面流体方面?
CFD等CAE工具在整车开发中的应用工具在整车开发中的应用CAESupportforFullVehicleDevelopment整车的整车的CAD模型模型创建计算开闭件强度刚度的有限元模型创建计算开闭件强度刚度的有限元模型运用运用NASTRAN,或或LS-DYNA分析分析材料特性,约束材料特性,约束运用运用NASTRAN/ANSYS分析运用分析运用LS-DYNA分析分析建模标准建模标准材料特性,约束材料特性,约束材料特性,约束材料特性,约束评价计算结果评价计算结果为汽车设计提供改进意见创建计算整车与乘员安全性的有限元模型为汽车设计提供改进意见创建计算整车与乘员安全性的有限元模型整车设计整车设计CAE工具在整车开发中的应用工具在整车开发中的应用创建计算车身强度刚度的有限元模型创建计算车身强度刚度的有限元模型CAESupportforFullVehicleDevelopment?
CAE在概念设计阶段所要完成的工作:
在概念设计阶段所要完成的工作:
?
确定新车的设计目标值;确定新车的设计目标值;?
对竞争样车进行分析;对竞争样车进行分析;?
目标车的典型截面分析及其优化分析;目标车的典型截面分析及其优化分析;?
目标车的接头刚度分析及其优化分析;目标车的接头刚度分析及其优化分析;?
目标车的白车身静态刚度与模态分析;目标车的白车身静态刚度与模态分析;?
前纵梁碰撞分析前纵梁碰撞分析;?
门侵入模拟门侵入模拟;?
目标车的车顶压溃模拟;目标车的车顶压溃模拟;CAE工具概念设计阶段工具概念设计阶段CAESupportforFullVehicleDevelopment?
确定新车的设计目标值:
确定新车的设计目标值:
?
设计目标值确定的方法:
设计目标值确定的方法:
?
时常与在用车作为参考;时常与在用车作为参考;?
竞争样车分析方法:
竞争样车分析方法:
?
试验的方法;试验的方法;?
CAE的方法;的方法;?
法规法规?
汽车设计的汽车设计的CAE数据库数据库?
性能目标包括:
性能目标包括:
?
车身的静刚度目标车身的静刚度目标?
整车的整车的NVH目标目标?
整车的安全性目标整车的安全性目标CAE工具概念设计阶段工具概念设计阶段CAESupportforFullVehicleDevelopment?
确定新车的设计目标值:
确定新车的设计目标值:
?
车身静刚度目标:
车身静刚度目标:
?
车身静刚度是性能要素中重要的方面;车身静刚度是性能要素中重要的方面;?
车身静刚度的优劣直接影响到轿车使用性能的正常发挥;车身静刚度的优劣直接影响到轿车使用性能的正常发挥;?
包括弯曲刚度、尾部弯曲刚度和扭转刚度三个方面:
包括弯曲刚度、尾部弯曲刚度和扭转刚度三个方面:
?
弯曲刚度:
模拟乘客负荷;弯曲刚度:
模拟乘客负荷;?
尾部弯曲刚度:
模拟行李负荷;尾部弯曲刚度:
模拟行李负荷;?
扭转刚度:
模拟车轮抬高;扭转刚度:
模拟车轮抬高;?
竞争样车的车身静态刚度试验;竞争样车的车身静态刚度试验;?
竞争样车的车身静态刚度竞争样车的车身静态刚度CAE模拟分析;模拟分析;?
CAE数据库同类车型的静态刚度设计值;数据库同类车型的静态刚度设计值;CAE工具概念设计阶段工具概念设计阶段CAESupportforFullVehicleDevelopment?
确定新车的设计目标值:
确定新车的设计目标值:
?
竞争样车的整体刚度分析:
竞争样车的整体刚度分析:
CAE工具概念设计阶段工具概念设计阶段测量车门槛Z向的位移静载静载约束ShockTower中心约束ShockTower中心刚性梁弯曲刚度模拟分析弯曲刚度模拟分析约束ShockTower的Z向Z向静载Z向静载全约束ShockTower测量Z向位移测量Z向位移Lo扭转刚度模拟分析扭转刚度模拟分析?
确定新车的设计目标值:
确定新车的设计目标值:
?
NVH目标:
目标:
CAE工具概念设计阶段工具概念设计阶段CustomerWantsCustomerWantsVehicleAttributeVehicleAttributeBodySystemBodySystemChassisSystemChassisSystemPowertrainSystemPowertrainSystemWindNoiseContributorsWindNoiseContributorsComponentDesignComponentDesignAttachmentsAttachmentsPowertrainDisplacementRadiatedNoiseBushingStiffnessStatic/DynamicPropertiesWindNoiseRoadNVHVehicleShakeModalAlignmentAcousticSensetivityTransferFunctionsAcousticAttenuationBending/TorsionWindNoiseModalAlignmentJointStiffnessBeamSectionsPanelResonanceSealsMirrorsStylingPointMobilitiesCAESupportforFullVehicleDevelopmentCAE工具概念设计阶段工具概念设计阶段?
确定新车的设计目标值:
确定新车的设计目标值:
?
NVH目标:
目标:
?
竞争样车的竞争样车的NVH试验;试验;?
竞争样车的竞争样车的NVHCAE模拟;模拟;?
CAE数据库中同类车型的数据库中同类车型的NVH设计值;设计值;CAESupportforFullVehicleDevelopmentCAE工具概念设计阶段工具概念设计阶段?
确定新车的设计目标值:
确定新车的设计目标值:
?
竞争样车的低级频率值的模态分析:
竞争样车的低级频率值的模态分析:
53.835648.9141.044531.811参考值mm2stTorsional2stBending1stTorsional1stBendingMeasuredValue白车身自由模态模拟分析白车身自由模态模拟分析CAESupportforFullVehicleDevelopment?
确定新车的设计目标值:
确定新车的设计目标值:
?
NVH目标:
目标:
?
行驶中车身受到多种激励,车身结构的模态频率应该错开载荷的激振频率;行驶中车身受到多种激励,车身结构的模态频率应该错开载荷的激振频率;?
在在2040Hz之间外部激振源主要有两种:
之间外部激振源主要有两种:
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车轮不平衡激振,频率在车轮不平衡激振,频率在130Hz;?
发动机的怠速激振,频率在发动机的怠速激振,频率在2040Hz;?
车轮激振频率取决于汽车的行驶速度,如车速在车轮激振频率取决于汽车的行驶速度,如车速在150km/h以下,频率在以下,频率在21Hz以下,因此车身的第一阶固有频率控制在以下,因此车身的第一阶固有频率控制在23Hz以上;以上;?
发动机的怠速激振频率取决于发动机的转速和气缸数:
如发动机的怠速激振频率取决于发动机的转速和气缸数:
如n=4,怠速转速,怠速转速750r/min,f=25Hz;n=6,怠速转速怠速转速
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- 关 键 词:
- CAE 整车 开发 中的 应用