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cae在汽车设计制造中的应用.doc


文档分类:汽车/机械/制造 | 页数:约25页 举报非法文档有奖
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文档列表 文档介绍
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CAE在汽车设计制造中的应用
摘 要
本文介绍了CAE的概念、开展及其研究容,说明了在设计前期引入CAE技术对于减少设计错误、缩短设计周期、提高产品设计质量的重要意义,并从汽车构造强度分析、车身覆盖件成形过程的,企业还要努力建立自己的CAE分析标准。目前,我国汽车CAE应用中的最大问题就在于我们的企业没有自己的标准或者标准不完善,从而会导致这样一种现象:就算做了CAE分析,也无法有效地评价分析结果。
所谓标准就是具体应用有限元软件进展特定设计产品进展分析时,如何简化CAD模型,如何定义载荷以及边界条件;工况如何设置;进展什么类型的分析,如:是构造分析还是热、流场分析,是否需要做热-构造耦合分析等,构造分析是静力还是动力,有没有非线性问题等;分析完成如何评价结果,譬如:做轿车白车身模态分析,第一阶模态频率需要到达多少Hz才算合格呢?
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标准的解决途径有两个:一是,自己通过试验和仿真相互校核,建立相关产品的评价标准;二是,利用相关行业已有的经历来辅助建立自己的CAE分析标准。由此可见,CAE分析标准的建立相当不易,需要做大量的工作,并且要结合试验结果。然而,这个过程是必须要走的。
针对汽车行业的全面解决方案:
UGS公司作为全球领先的PLM厂商,有着40年的CAE软件开发与技术效劳历史,能够为汽车行业提供全面的解决方案,包括CAE软件模块方案和技术效劳方案〔培训+咨询〕。
N* NASTRAN〔MCAE工业标准〕针对汽车整车、零部件、子总成的强度刚度线性和非线性动力、静力分析。其新增加SOL101线性接触功能,大大提高螺拴等连接部件的局局部析精度;全球领先的分布式并行计算能力,能够高速度,高准确性地求解工程问题。N* MOTION模块针对汽车运动学、动力学仿真,集成于UG N* 环境中。该模块嵌ADAMS和RecurDyn两个世界知名多体求解器,使用非常方便,跟CAD软件一体化。N* Flow和N* Thermal针对车身外流场计算和发动机〔包括进、排气系统〕热分析、汽车电子电器系统冷却分析,具有很高的性能价格比。N* Flow 提供一个整套的CFD能力用于高精度流体仿真,并完全集成在N*环境中,可以有效地仿真稳态和瞬态流体流动问题。
N* Thermal 提供广泛的热分析和传热分析仿真能力,完全集成在N*环境中,可提供完整的建模和求解复杂热问题的架构。该产品可以有效地仿真稳态和瞬态热响应问题,可以处理各种热相关和光热相关材料特性,强大的热耦合分析很好处理网格脱离的接触传热,且提供高精度的热辐射,使用半球技术计算视角因子。N* Flow和N* Thermal可以无缝耦合。车身以及底盘等疲劳耐久性预测,DURABILITY模块能够进展很好的计算,而且还可以集成其它知名疲劳分析软件。UGS CAE 的前后处理器采用先进的虚拟拓扑网格生成技术,使得划分出来的网格能够100%满足NASTRAN求解的要求,一键式的自动批处理网格生成技术,把CAE分析人员从繁重网格划分中解放出来,且支持多种CAE求解器。
2 CAE的相关理论
CAE的根本概念
CAE〔puter Aided Engineering〕从字面上讲是计算机辅助工程,其概念很广,可以包括工程和制造业信息化的所有方面。但传统的CAE主要是指工程设计中的分析计算和分析仿真,其核心是基于现代计算力学的有限单元分析技术。
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从广义上说,计算机辅助工程包括很多,从字面上讲,它可以包括工程和制造业信息化的所有方面,但是传统的CAE主要指用计算机对工程和产品进展性能与平安可靠性分析,对其未来的工作状态和运行行为进展模拟,及早发现设计缺陷,并证实未来工程、产品功能和性能的可用性和可靠性。这里主要是指CAE软件。
CAE软件可以分为两类:针对特定类型的工程或产品所开发的用于产品性能分析、预测和优化的软件,称之为专用CAE软件;可以对多种类型的工程和产品的物理、力学性能进展分析、模拟和预测、评价和优化,以实现产品技术创新的软件,称之为通用CAE软件。
CAE软件的主体是有限元分析(FEA,Finite Element Analysis)软件。有限元方法的根本思想是将构造离散化,用有限个容易分析的单元来表示复杂的对象,单元之间通过有限个节点相互连接,然后根据变形协调条件综合求解。由于单元的数目是有限的,节点的数目也是有限的,所以称为有限元法。这种方法灵活性很大,只要改变单元的数目,就可以使解的准确度改变,得到与真实情况无限接近的解。
基于有限元方法的CAE系统,其核心思想是构造的离散化。
根据经历,CAE各阶段所用的时间为:40%~45%用于模型的建立和数据输入,50%~55%用于分析

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