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汽車行業(yè)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(jīng)濟的重要支柱性產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈長、涉及面廣、帶動性強、國際化程度高，在全球主要經(jīng)濟大國的產(chǎn)業(yè)體系中一直占據(jù)重要地位。目前，新能源汽車發(fā)展勢頭強勁，加之智能網(wǎng)聯(lián)汽車的推進，汽車行業(yè)仍有很強的發(fā)展活力。隨著5G技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)、AI人工智能等技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，將促進汽車行業(yè)向著更加智能化方向發(fā)展，將面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。

仿真分析在汽車產(chǎn)品設(shè)計中所產(chǎn)生的價值正在向服務(wù)模塊化平臺化的開發(fā)模式擴展，CAE仿真分析的需求會越來越多，CAE仿真結(jié)果的價值會越來越高，不同仿真領(lǐng)域之間的協(xié)同工作會越來越緊密。近年來，國內(nèi)各大汽車主機廠如上汽通用泛亞汽車技術(shù)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(fā)中心或平臺。

挑戰(zhàn)
  • 汽車整車涉及的零件多、開發(fā)周期長，如何在產(chǎn)品設(shè)計階段高效率、低成本的實現(xiàn)整車性能開發(fā)目標成為各汽車企業(yè)新車研發(fā)的熱點與難點。
  • 汽車CAE仿真缺少完善的分析標準、分析規(guī)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(yè)競爭力的提升是一個極大的阻礙。
  • 汽車仿真涉及的領(lǐng)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(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、傳遞與更改，容易導致模型數(shù)據(jù)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(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，CAE仿真需求也越來越多，其團隊規(guī)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(shè)計軟件：Altium
  • 工程仿真軟件：ANSYS
  • 嵌入式開發(fā)軟件：ARM
  • 界面開發(fā)軟件：QT
優(yōu)勢
  • 更高的汽車開發(fā)效率：大幅縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量提高企業(yè)競爭力。
  • 更強大的仿真能力 ：仿真更大規(guī)模、更復雜的實際工程問題。
  • 更快的計算速度 ：基礎(chǔ)算法，網(wǎng)格剖分，高性能計算
  • 更便捷的協(xié)同設(shè)計 ：多域、多物理場、嵌入式代碼、驅(qū)動電路、部件協(xié)同仿真交互驗證，多部門協(xié)同設(shè)計。
  • 更好的穩(wěn)健性：充分的設(shè)計空間探索和設(shè)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(huán)境下的特性，電、熱、流體、結(jié)構(gòu)力學、聲耦合仿真。
工具鏈

汽車結(jié)構(gòu)分析

· 模態(tài)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(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化 以轎車發(fā)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(yōu)化其結(jié)構(gòu)形狀和材料分布方案。

· 零件/連接件強度分析 以轎車發(fā)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(wěn)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(wěn)定性以及確定結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的臨界載荷。

· 零件過盈配合 以內(nèi)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(nèi)軸與外套過盈配合的有限元力學模型，分析了內(nèi)軸與外套在過盈配合狀態(tài)下的應力分布規(guī)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(zhuǎn)向節(jié)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(qū)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(jié)構(gòu)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(tài)分析

零件/連接件強度分析

結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化分析

屈曲/失穩(wěn)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(shè)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(shù)、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(fā)動機熱管理系統(tǒng)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(nèi)飾為研究對象，通過使用軟件Ansys Fluent分析規(guī)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(wěn)態(tài)速度流場以及除霜瞬態(tài)過程中的物理現(xiàn)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(fā)的仿真

· 整車正碰分析 以轎車結(jié)構(gòu)和假人為研究對象，通過使用軟件Ls-dyna分析整車和關(guān)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(cè)面碰分析 以轎車結(jié)構(gòu)和假人為研究對象，通過使用軟件Ls-dyna對整車側(cè)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(jù)行人下腿型撞擊結(jié)果，判斷對行人腿部造成的損傷程度。

整車碰撞分析

整車側(cè)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(tǒng)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(tài)振型，顯式制動發(fā)熱，熱變形的耦合分析。

· 電機電磁-熱-結(jié)構(gòu)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(tǒng)分析

電機電磁-熱-結(jié)構(gòu)多學科仿真分析

嵌入式開發(fā)

· 嵌入式編譯 應用ARM編譯器可以編譯出更高執(zhí)行效率，占用空間更少的執(zhí)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(fā) 使用QT開發(fā)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(fā)起優(yōu)秀用戶體驗的界面，同時，QT的跨平臺的特性，使用戶實現(xiàn)“一套代碼，到處部署”。

嵌入式編譯

界面開發(fā)

Altium Designer應用場景及結(jié)果展示