汽车工业是当前世界最重要的行业之一，也是竞争最为激烈的行业之一。在现代汽车设计流程中CAE分析起着非常大的作用，激烈竞争的汽车市场对汽车的开发周期和质量性能提出了很高的要求，CAE的作用就在于它能驱动精益设计和快速汽车开发流程，可以大量的节省开发成本，缩短开发周期。
CAE技术的应用，为汽车企业带来了巨大的回报。统计表明，应用CAE技术后，新车的开发期的费用从占开发成本的比例从80%~90%下降到8%~12%。例如：美国福特汽车公司2000年应用CAE后，开发后期修改率减少50%，原型车和试验成本减少50%，投资收率提高50%。丰田汽车开发新型花冠乘用车运用了CAE技术，将开发时间缩短到了18个月。马自达依靠CAE与试验来缩短产品试验和样车完成时间，其产品样车的完成由3.5个月缩短到1.5个月，试验周期从4.5个月缩短到2.5个月。
如果说CAD是在帮助工程师创造更丰富、更优美、更实用的几何实体设计，那么CAE则在产品设计的质量、寿命、性能和成本等方面发挥着更加重要的作用。CAE技术主要应用有限元方法、仿真技术、优化设计。CAE技术的应用几乎贯穿了汽车设计的全过程，在现代汽车产品设计中扮演的较色越来越重要，典型仿真分析包括：
1.整车系统分析
1) CFD分析
l CFD分析建模
l 整车外流场CFD分析
² 空气动力学分析
² 后视镜空气动力学分析
² 气动外形分析优化
l HVAC空调系统CFD分析
² 空调风道流场分析
² 除雾除霜分析
² 乘员舱舒适性分析
² 空调系统部件匹配分析
l 发动机舱热管理分析
² 一维热管理规划分析
² 三维热管理CFD分析
l 空气动力学噪声分析
² 后视镜、车窗边柱、雨刷、天线
² 天窗、门、侧窗
² 进气、排气系统
² HVAC送风机、管路、冷却风扇
2) 碰撞安全性能分析
l 碰撞安全分析建模
l C-NCAP 100％正碰分析
l C-NCAP 40％偏置碰分析
l C-NCAP侧碰分析
l 追尾碰撞分析
l 行李位移乘员防护装置性能分析
l 行人保护分析
l 座椅和安全带安装固定点强度分析（FMVSS 207/210）
l 车内头部碰撞（FMVSS 201）
l 前、后保险杠碰撞分析
l 侧门碰撞强度分析（FMVSS 214）
l 车顶压溃分析（FMVSS 216）
l 乘员约束系统匹配及优化（正、偏置、侧）
3) 车辆耐久性分析
l 车辆耐久性分析建模
l 车身强度刚度分析
l 车门强度刚度分析
l 内外饰件强度刚度分析
l 其它闭合件强度刚度分析
l 悬架强度刚度分析
l 疲劳耐久性分析
4) 车辆NVH性能分析
l NVH有限元仿真建模部分
² 白车身有限元建模
² 开闭件有限元建模
² 带内饰车身有限元建模
² 声腔（Acoustic cavity）建模
² 动力总成与底盘系统建模
² 整车有限元模型
l 车身及附件NVH分析
² 车身主要接头刚度、断面分析
² 白车身静刚度、开口对角度分析
² BIW/BIP自由模态分析
² 声腔模态分析
² 座椅模态分析
² 方向盘模态分析
² TRIMMED BODY模态分析
² TRIMMED BODY 车身接附点动刚度分析
² TRIMMED BODY噪声传递函数分析（NTF）
² TRIMMED BODY振动传递函数分析(FRF)
l 零部件NVH分析
² 副车架刚度（POINT MOBILITY）分析
² 副车架模态分析
² 开闭件模态分析
² 动力总成悬置优化分析
² 发动机支架模态分析
² 排气系统吊耳优化分析
² 传动系统模态分析
l 整车低频NVH分析
² 整车模态分析/模态分解表制定
² 整车怠速振动、噪声分析
² 轮胎不平衡振动分析
² 路面噪声分析（ROUGH ROAD & COARSE ROAD)
² 传动轴不平衡车内振动和噪声敏感度分析
² 碰撞条分析（IMPACT HARDNESS）
² 声学包装计算
5) 车辆动力学性能分析
l 悬架K&C分析
² 悬架的运动学（Kinematics）分析
² 悬架静力学（Compliance）分析
² 整车有限元模型
l 整车底盘性能开发
² 整车操稳（Handling）分析
² 整车平顺性分析
l 准静态和疲劳载荷提取计算
2.车辆零部件CAE分析
1) 发动机系统CAE分析
l 发动机一维性能分析
l 发动机三维CFD分析
² 汽缸盖、水套、机体CFD冷却流场分析与优化
² 冷却水泵CFD分析计算及优化
l 机构运动学、动力学仿真分析
l 振动噪声分析
l 结构强度刚度疲劳分析
² 连杆强度分析
² 曲轴孔扭曲的分析
² 连杆系统的机构模拟
² 机体模态分析
² 发动机缸盖温度场分析
² 缸体缸盖温度场分析
² 缸体及轴承盖装配体应力分析
² 发动机机盖声学分析
2) 进排气系统CAE分析
l 排气歧管的裂纹分析
l 气歧管强度分析
l 消声器声固耦合分析
3) 传动系CAE分析
l 齿轮传动分析
l 差速器接触状态分析
l 传动系NVH分析
l 万向节接触分析
4) 行驶系CAE分析
l 前后桥塑性变形分析
l 车架多工况分析
l 悬架系统安装过程分析
l 钢板弹簧强度分析
l 路面谱激励下的底盘强度分析
5) 轮胎分析
l 装配及充气分析
l 轮胎印迹分戏
l 轮胎稳态滚动分析
l 充气轮胎的声固耦合分析
l 轮胎振动特性分析
l 轮胎生热分析
l 稳态滚动中的轮胎磨损分析
l 轮胎瞬态冲击模拟
6) 转向与制动系分析
l 制动器静力学分析
l 刹车盘啸声分析
l 盘式制动器刹车过程分析
l 刹车盘热固耦合分析
|
|
| |
碰撞分析
密封分析
总成模态分析
轮胎瞬态冲击模拟
