汽車行業(yè)是一個(gè)高速發(fā)展的行業(yè)，其競爭也日趨激烈，在這種情況下，新產(chǎn)品推出的速度也越來越快。激烈競爭的汽車市場對(duì)汽車的開發(fā)周期和質(zhì)量性能提出了很高的要求。汽車是由幾千個(gè)零部件組成的復(fù)雜產(chǎn)品， 在研發(fā)過程中常涉及到多種多樣的流體力學(xué)方面的工程問題，CAE的作用就在于它能驅(qū)動(dòng)精益設(shè)計(jì)和快速汽車開發(fā)流程，可以大量的節(jié)省開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，碰撞安全分析可以完全控制新車的安全風(fēng)險(xiǎn)。一個(gè)全新的車型開發(fā)，不做CAE分析，風(fēng)險(xiǎn)會(huì)十分巨大。在初期概念設(shè)計(jì)階段，通過CFD計(jì)算可以方便地評(píng)估新車風(fēng)阻系數(shù)等指標(biāo)，而不用去做風(fēng)洞試驗(yàn)，可以節(jié)省很多時(shí)間和費(fèi)用。 1.車身總體 ＞整車碰撞 汽車碰撞是一個(gè)非常復(fù)雜的力學(xué)問題，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的大位移和大變形過程，接觸和高速?zèng)_擊載荷影響著碰撞全過程， 系統(tǒng)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(shí)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(guī)模等。 ＞假人及安全氣囊 準(zhǔn)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(duì)車輛的正面碰撞、側(cè)面碰撞中的假人如男性、女 性和兒童假人進(jìn)行模擬分析。 ＞協(xié)同仿真 模擬車輛的結(jié)構(gòu)部分，對(duì)全部的假人模型、乘客的安全特性和安全帶安全氣囊進(jìn)行耦合計(jì)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(guī)范要求，進(jìn)行分析可以減少或代替試驗(yàn)，降低產(chǎn)品開發(fā)成本 和加快開發(fā)速度。 ＞車身強(qiáng)度分析 通過線性靜力學(xué)分析，對(duì)整車的零部件、裝 配件及車身進(jìn)行全面、系統(tǒng)的靜力學(xué)分析。 ＞考慮預(yù)載荷的NVH分析 分析整車在路面上高速行駛時(shí)，考慮風(fēng)噪預(yù)載的情況下對(duì)整車進(jìn)行NVH分析。 ＞儀表盤強(qiáng)度剛度以及熱分析 對(duì)儀表盤在總體強(qiáng)度進(jìn)行分析，如在隨機(jī)振動(dòng)中受到的應(yīng)力。分析儀表盤的各點(diǎn)剛度，以及工作時(shí)內(nèi)部的熱分布熱流道情況。 ＞油箱、水箱分析 對(duì)油箱的強(qiáng)度、跌落、隨機(jī)振動(dòng)、壓力等進(jìn)行分析確定油箱的可靠性。 2.發(fā)動(dòng)系統(tǒng) ＞曲軸連桿系統(tǒng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 模擬仿真曲軸連桿系統(tǒng)的復(fù)雜機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，對(duì)可能存在的疲勞失效進(jìn)行分析。 ＞連桿強(qiáng)度分析 對(duì)連桿的螺栓預(yù)緊，軸瓦過盈，氣缸爆發(fā)壓力、慣性載 荷等等大量非線性和多工況分析內(nèi)容進(jìn)行分析，確認(rèn)連桿的強(qiáng)度。 ＞曲軸應(yīng)力分析、子模型分析 精確分析曲軸的局部應(yīng)力，處理大規(guī)模模型的復(fù)雜接觸問題。 ＞活塞各工況應(yīng)力分析 活塞裝配件由活塞和活塞銷組成，發(fā)動(dòng)機(jī)活塞工作環(huán)境惡劣，在承受較大熱負(fù)荷的同時(shí)還承受包括燃?xì)鈮毫?、慣性力、側(cè)壓力的機(jī)械負(fù)荷。準(zhǔn)確分析活塞的各工況分析，得到其的溫度和應(yīng)力分布。 ＞排氣系統(tǒng) 對(duì)進(jìn)排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)是決定發(fā)動(dòng)機(jī)性能的關(guān)鍵指標(biāo)，需要進(jìn)行相應(yīng)的強(qiáng)度，剛度，熱應(yīng)力，模態(tài)等進(jìn)行校核，完善設(shè)計(jì)。 ＞消音器聲固耦合分析 進(jìn)排氣系統(tǒng)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(fā)動(dòng)機(jī)的降噪設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 ＞密封系統(tǒng)分析 通過分析計(jì)算來確保發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)油封裝置都能達(dá)到密封要求。 3.傳動(dòng)系統(tǒng) ＞齒輪傳動(dòng)分析 分析齒輪在各種工況和狀態(tài)下的接觸應(yīng)力，為強(qiáng)度和壽命設(shè)計(jì)提供參考。并在條件許可的情況下對(duì)齒輪進(jìn)行參數(shù)化建模和二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)快速建模和分析。 ＞傳動(dòng)軸總成接觸及模態(tài)計(jì)算 汽車在起步、加速和制動(dòng)時(shí),傳動(dòng)軸要承受很大扭矩，是汽車傳動(dòng)系中關(guān)鍵總成之一，模擬仿真這一情況會(huì)有效的使傳動(dòng)軸更安全可靠。 ＞變速器殼體有限元分析 對(duì)某變速器齒輪箱殼體進(jìn)行有限元分析，根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析變速器殼體的強(qiáng)度和剛度是否滿足設(shè)計(jì)要求。 ＞無極變速器(CVT)傳動(dòng)效率分析 在變速器開發(fā)階段分析CVT裝配件，考慮多個(gè)部件之間的接觸和摩擦，計(jì)算變速器的整體傳動(dòng)效率,使產(chǎn)品更加優(yōu)秀。 ＞驅(qū)動(dòng)橋及橋殼應(yīng)力計(jì)算 分析驅(qū)動(dòng)橋和橋殼的應(yīng)力情況，確保足夠的強(qiáng)度和剛度，足夠的壽命。 4.行駛系統(tǒng) ＞車架多工況分析 對(duì)多達(dá)幾十或幾百種工況進(jìn)行獨(dú)立的分析，在一次分析中，將所有的工況全部求解，節(jié)省分析時(shí)間、縮短研發(fā)流程、提高工作效率。 ＞底盤耐久振動(dòng)分析 對(duì)激勵(lì)部分進(jìn)行建模和加載隨之對(duì)整個(gè)底盤或車輛進(jìn)行虛擬振動(dòng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M。 ＞鋼板彈簧強(qiáng)度分析 分析鋼板彈簧在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的剛度變化，研究其剛度情況。 ＞懸架系統(tǒng)分析 分析預(yù)應(yīng)力狀態(tài)的各種懸架系統(tǒng)，為整車的設(shè)計(jì)提供合理的設(shè)計(jì)參數(shù)。 ＞重力作用下的靜態(tài)平衡 分析整車在重力作用下的靜態(tài)平衡，分析懸掛部件和輪胎應(yīng)力，為碰撞計(jì)算做準(zhǔn)備。 ＞裝配及充氣分析 分析可以知道輪胎與輪輞的結(jié)合情況，以及輪胎骨 架材料受力集中處的應(yīng)力分布，對(duì)改善輪胎與輪輞的接觸狀態(tài)，提高輪胎的使用壽命有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。 ＞輪胎穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)分析 采用歐拉與拉格朗日相接合的方法進(jìn) 行輪胎穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)分析，只需在接觸區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化，與傳統(tǒng)的純拉格朗 日方法相比節(jié)省大約90%的時(shí)間。在整個(gè)分析中可以得到側(cè)偏力和回正力 矩隨側(cè)偏角的變化情況，對(duì)輪胎的操縱性進(jìn)行評(píng)價(jià)。 ＞輪胎滑水、雪地滾動(dòng)分析 通過分析輪胎的滑水和雪地滾動(dòng)，可以為改進(jìn)輪胎胎面花紋設(shè)計(jì)，提高輪胎的滑水性能 提供參考 5.轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng) ＞轉(zhuǎn)向管柱強(qiáng)度分析 確保轉(zhuǎn)向管柱及點(diǎn)火鎖的組合機(jī)構(gòu)必須具有較高抵抗變形與抗扭轉(zhuǎn)的性能，保證在較大的外力矩下不發(fā)生破壞。 ＞控制臂計(jì)算及優(yōu)化 分析車輛碰到路沿時(shí)，下控制臂發(fā)生的屈曲變形，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行非線性優(yōu)化，設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)更合理、使用材料更少的產(chǎn)品。 ＞轉(zhuǎn)向節(jié)承載力分析 在汽車行駛狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向節(jié)承受著多變的沖擊載荷，因此，要對(duì)其分析確保其有具有很高的強(qiáng)度。