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汽車行業解決方案
提供從汽車Supplier到OEM一系列完整的解決方案。
概述

汽車是國民經濟的重要支柱性產業,產業鏈長、涉及面廣、帶動性強、國際化程度高,在全球主要經濟大國的產業體系中一直占據重要地位。目前,新能源汽車發展勢頭強勁,加之智能網聯汽車的推進,汽車行業仍有很強的發展活力。隨著5G技術,物聯網、AI人工智能等技術領域的發展,將促進汽車行業向著更加智能化方向發展,將面臨嚴峻的挑戰。

仿真分析在汽車產品設計中所產生的價值正在向服務模塊化平臺化的開發模式擴展,CAE仿真分析的需求會越來越多,CAE仿真結果的價值會越來越高,不同仿真領域之間的協同工作會越來越緊密。近年來,國內各大汽車主機廠如上汽通用泛亞汽車技術中心、上汽大眾、一汽集團、長安汽車、吉利等公司紛紛成立CAE虛擬研發中心或平臺。

挑戰
  • 汽車整車涉及的零件多、開發周期長,如何在產品設計階段高效率、低成本的實現整車性能開發目標成為各汽車企業新車研發的熱點與難點。
  • 汽車CAE仿真缺少完善的分析標準、分析規范和分析流程,導致CAE仿真分析的很多重復性工作很耗時,這對企業競爭力的提升是一個極大的阻礙。
  • 汽車仿真涉及的領域和CAE分析類型較多,不同的仿真分析類型用到各種不同的CAE工具軟件,不同CAE軟件之間頻繁地進行數據轉換、傳遞與更改,容易導致模型數據不全或出錯。
  • 隨著汽車新車型迭代速度的加快,消費者對汽車產品質量的要求越來越高,CAE仿真需求也越來越多,其團隊規模也越來越大,軟、硬件成本和人力資源成本也越來越高。
方案
  • 硬件電路設計軟件:Altium
  • 工程仿真軟件:ANSYS
  • 嵌入式開發軟件:ARM
  • 界面開發軟件:QT
優勢
  • 更高的汽車開發效率:大幅縮短產品開發周期,提高產品質量提高企業競爭力。
  • 更強大的仿真能力 :仿真更大規模、更復雜的實際工程問題。
  • 更快的計算速度 :基礎算法,網格剖分,高性能計算
  • 更便捷的協同設計 :多域、多物理場、嵌入式代碼、驅動電路、部件協同仿真交互驗證,多部門協同設計。
  • 更好的穩健性:充分的設計空間探索和設計,伴隨求導
  • 全面的多物理場仿真:充分考慮實際部件在真實工作環境下的特性,電、熱、流體、結構力學、聲耦合仿真。
工具鏈

汽車結構分析

· 模態分析 以轎車前副車架為研究對象,通過使用軟件Ansys mechanical modal分析了前副車架的固有頻率和振型。

· 結構拓撲優化 以轎車發動機連桿為研究對象,通過使用軟件Ansys mechanical Topology Optimization進行拓撲分析,優化其結構形狀和材料分布方案。

· 零件/連接件強度分析 以轎車發動機缸蓋螺栓為研究對象,通過使用軟件Ansys mechanical static structural分析了其在不同工況下的應力分布。

· 屈曲/失穩分析 以轎車前控制臂為研究對象,通過使用軟件Ansys mechanical分析了其在特定載荷下的穩定性以及確定結構失穩的臨界載荷。

· 零件過盈配合 以內軸與外套為研究對象,通過使用軟件Ansys mechanical接觸有限元法建立了內軸與外套過盈配合的有限元力學模型,分析了內軸與外套在過盈配合狀態下的應力分布規律及接觸面壓力分布狀況。

· 線性/非線性分析 以 超彈性材料O型密封圈為研究對象,通過使用軟件Ansys mechanical接觸非線性和材料非線性有限元法分析了O型圈在安裝過程中的變形、應力分布及接觸面壓力分布狀況。

· 基于應力疲勞耐久分析 以轎車轉向節為研究對象,通過使用軟件Ansys nCode designlife的應力疲勞分析功能,分析了其在特定載荷下的損傷分布。

· 基于應變疲勞耐久分析 以轎車前控制臂為研究對象,通過使用軟件Ansys nCode designlife的應變疲勞分析功能,分析了其在特定載荷下的損傷分布。

· 縫焊疲勞耐久分析 以轎車下控制臂為研究對象,通過使用軟件Ansys nCode designlife的焊縫疲勞分析功能,基于焊縫熱影響區域(HAZ)的焊趾和焊根單元應力值用于疲勞壽命評估。

· 多軸疲勞耐久分析 以轎車傳動軸為研究對象,通過使用軟件Ansys nCode designlife的多軸疲勞分析功能,對承受多軸載荷的傳動軸結構進行了疲勞壽命分析。

· 裂紋擴展分析 以轎車傳動軸為研究對象,通過使用軟件Ansys Workbench 對含有初始裂紋的傳動軸進行裂紋擴展分析。

模態分析

零件/連接件強度分析

結構拓撲優化分析

屈曲/失穩分析

線性/非線性分析

零件過盈配合

基于應力疲勞耐久分析

基于應變疲勞耐久分析

縫焊疲勞耐久分析

多軸疲勞耐久分析

裂紋擴展分析

汽車流體計算力學分析

· 整車外流場分析 以概念設計轎車的造型為研究對象,通過使用軟件Ansys Fluent對該車型進行外流場分析,模擬出整車滿載下的風阻系數、表面壓力分布云圖、車身流線分布情況等。

· 整車熱管理分析 以轎車造型和動力總成為研究對象,通過使用軟件Ansys Fluent建立了發動機熱管理系統模型,模擬出整車的溫度分布。

· 乘員艙舒適性 以轎車造型和內飾為研究對象,通過使用軟件Ansys Fluent分析規定工況下的降溫采暖性能能否滿足要求,改善乘員艙的溫度分布。

· 玻璃加熱模,除霜分析仿真 針對新上市的某車型,利用Ansys CFD軟件成功模擬了該車前擋風玻璃的穩態速度流場以及除霜瞬態過程中的物理現象。

整車外流場分析

整車熱管理

乘員艙舒適性

玻璃加熱模,除霜分析仿真

汽車被動安全開發的仿真

· 整車正碰分析 以轎車結構和假人為研究對象,通過使用軟件Ls-dyna分析整車和關鍵部件變形分析;B柱速度/加速度分析,A柱折彎分析,前侵入分析,假人傷害情況分析。

· 整車側面碰分析 以轎車結構和假人為研究對象,通過使用軟件Ls-dyna對整車側面碰撞進行了分析,通過車身變形模式,車身加速度和速度,車身侵入量三個指標的對比。

· 行人保護分析 以整車前半部分和行人下腿模型為研究對象,通過使用Ls_dyna軟件進行行人保護仿真分析,根據行人下腿型撞擊結果,判斷對行人腿部造成的損傷程度。

整車碰撞分析

整車側面碰撞分析

行人保護分析

多物理場耦合仿真場景

· 制動系統分析 本文以某車型盤式制動器為分析對象,通過使用 Ansys workbench平臺中建立了其限元模型,綜合考慮了盤式制動器的模態振型,顯式制動發熱,熱變形的耦合分析。

· 電機電磁-熱-結構多學科仿真分析 本文以某電機為分析對象,通過使用 Ansys workbench平臺,綜合了基于Maxwell 3D電磁分析、fluent流體分析、Static structural熱變形分析和nCode desisgnlife疲勞耐久壽命的多物理場仿真。

制動系統分析

電機電磁-熱-結構多學科仿真分析

嵌入式開發

· 嵌入式編譯 應用ARM編譯器可以編譯出更高執行效率,占用空間更少的執行目標文件。同時ARM編譯器還帶有友好的操作界面。

· 界面開發 使用QT開發汽車上的儀表或中控界面,用戶可能通過QT豐富的類庫文件來快速開發起優秀用戶體驗的界面,同時,QT的跨平臺的特性,使用戶實現“一套代碼,到處部署”。

嵌入式編譯

界面開發

Altium Designer應用場景及結果展示
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