汽车工业CAE解决方案.docx

汽车工业 CAE 解决方案摘  要:本文介绍了 CAE 在汽车工业中的重要作用和地位,同时对汽车研究设计的具体内容和相关 CAE 软件的对应关系进行了具体分析。针对目前几种典型的应用需求,本文给出了曙光相应的解决方案,并列举了之前的一些成功案例供参考。关键词:CAE、汽车、高性能计算1. CAE puter Aided Engineering)即计算机辅助工程,广义的 CAE 应该包括计算机辅助于工程和产品研发的所有方面,但是传统的 CAE 主要指用计算机对工程和产品的功能、性能与安全可靠性进行计算分析;进而扩充到对未来产品的工作状态和运行行为进行模拟仿真,及早发现设计缺陷,改进和优化设计方案,证实未来工程和产品的可用性与可靠性;并对工程的施工过程和产品的加工、成型过程进行模拟仿真,优化工艺流程,提高工程或产品的质量和生产效率。CAE 起源于 20 世纪 50 年代中期。实用的 CAE 软件诞生于 20 世纪 70 年代初期。从1970 年到 1985 年的 15 年间,是 CAE 软件的功能和算法的扩充和完善期,到了 20 世纪 80年代中期,国际上逐步形成了数十个商品化的通用和专用的 CAE 软件。CAE 是工程科学家进行科学和技术研究的三大手段之一,可以帮助科学家揭示用物质实验手段尚不能揭示或很难揭示的科学奥秘和科学规律;同时也是支持工程师进行创新设计的最重要的工具和手段,其应用领域越来越大,已广泛应用于航空航天、汽车、土木、机械、材料分析等诸多领域,成为结构性能分析与仿真的一种非常有效的手段,也是现代设计方法中的一个重要领域。2. 汽车工业与 CAE汽车工业代表着一个国家制造业发展的水平,它不仅是带动面最广泛的工业,而且是高新技术的最大载体,一般航空、航天领域的高精尖技术只有通过汽车工业才能转化为规模产业,所以汽车工业是或曾是几乎所有发达国家的支柱产业。作为制造业的中坚,汽车工业一直是 CAE 应用的先锋。CAE 技术的应用,有效地推动了汽车制造业的前进;汽车业的需求也极大地带动了 CAE。多年来,汽车业的选型趋向一直是 CAE 技术发展的晴雨表,也是业内人士关注的焦点。在汽车产品的研发过程中,CAE 已经成为设计链中必须的条件,没有 CAE 分析的设计就不能进入下一个技术流程。新产品开涉及到的疲劳、寿命、振动、噪声等强度和刚度问题,可成熟地在设计阶段解决,这样就可以大幅度提高设计质量,缩短产品开发周期,节省大量开发费用。. 汽车工业 CAE 应用分类CAE 分析贯穿了汽车开发的全过程,小到螺栓预紧力分析,大到整车碰撞模拟和整车NVH(噪声、振动和声振粗糙度)分析,CAE 分析都发挥了无可替代的优势和作用。CAE分析范围覆盖了结构、流体力学、多体动力学、被动安全、工艺、整机合整车性能等方方面面。概括起来,目前汽车开发过程中的 CAE 分析主要包括:1. 结构强度、刚度和模态分析及结构优化设计。汽车结构有限元分析的应用体现于:一是在汽车设计中对所有的结构件、主要机械零部件的刚度、强度和稳定性进行分析; 二是在汽车的计算机辅助设计和优化设计中,用有限元法作为结构分析的工具;三是在汽车结构分析中普遍采用有限元法来进行各构件的模态分析,同时在计算机屏幕上直观形象地再现各构件的振动模态,进一步计算出各构件的动态响应,较真实地描绘出动态过程,为结构