CAE在汽車設(shè)計制造中的應(yīng)用設(shè)計

CAE在汽車設(shè)計制造中的應(yīng)用摘要本文介紹了CAE的概念、發(fā)展及其研究內(nèi)容，說明了在設(shè)計前期引入CAE技術(shù)對于減少設(shè)計錯誤、縮短設(shè)計周期、提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的重要意義，并從汽車結(jié)構(gòu)強度分析、車身覆蓋件成形過程的計算機仿真、汽車碰撞安全性分析、汽車結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計幾個方面講述了CAE技術(shù)在汽車產(chǎn)品設(shè)計制造中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：CAE，汽車設(shè)計制造，汽車動力學(xué)，仿真隊CAEi耍nCar夾Desi盾gnan蜘dMan濱ufact比ure史ABSTR嫩ACT襯T釋heco該n奇cept還ofCA矛E萌and希devel模opmen唉tand匙rese笑arch慶ofC偶AEis酸收intro挖duced馬int熊hist墻hesis甘.And隊iti冶ntrod澇uced域the材impor定tance堡黃ofus舞ingC途AEin昌desi滑gn糖錯to司reduc缺e閑erro娃r(nóng)s迅,s股horte卡nthe費desi岔gncy肆cle狹and艱i個mprov朗e列prod客uctd許esign夏qual監(jiān)ity.儀F詞romt膏hest區(qū)ructu愛rals紫treng紋thof占car碼,b牽odyp盟anels姥form掃ingp鉆roces猜sof框compu林ters臂imula技tion洞,v食ehicl件e明c批rash捧s雞afety無脫a新nalys互is昏,a侮utomo撇tive墨struc索tural鉛opti菊mizat凳ion角toot款her脫desi韻gnas兩pects疊,thi咬sthe剃sisa焦lsoi蕩ntrod族uced勇theu企seof瘦蘿CAEt俘echno怒logy驗inth辟edes徒igna薄ndma滔nufac架ture毛ofau薪tomot蓮ivep使roduc國ts.帳KEYW蝦ORDS巾：CAE，怎Autom辮otive婦desi普gnan階dman轎ufact絮ure，V挪ehicl俱eDyn蠶amics楊，Simu斑latio遼n目錄摘要I論ABSTR潑ACT憤洗II浴1孝概述帽傷1即1.1C芒AE居的歷史個夫1部1.2C咸AE杠的發(fā)展板警2惕闊CAE胡在國外的發(fā)蛇展曲蝴2債盾CAE逼在國內(nèi)的發(fā)糕展地可3啦1.3C酬AE壞的發(fā)展趨勢作承5襖1.3綱.1秀擴大仿真分臟析的范圍川胞5初停五智能化、人特性化語晉5緩逆額網(wǎng)絡(luò)化香級6水吉容我國川CAE且技術(shù)落后的扁原因范風(fēng)6仰校CAE河今后發(fā)展方豈向及設(shè)想終臘6善2CAE沒的相關(guān)理論奏榴8蚊2.1C烘AE肢的基本概念曾殼8糞2.2C些AE悉的基本結(jié)構(gòu)搶與功能撇芝8運熱CAE禾分析的三個洽步驟良聯(lián)8脈頃CAE俗軟件的結(jié)構(gòu)爹與功能抽錯9成2.3C線AE奶的價值鋼墳10榨2.4C獻AE鏈的應(yīng)用分類樓云12炊厚救整車深扇12插滴輩大總成或者眾大的子系統(tǒng)誠湊12億揀借零部件和小邪總成分弄12拆2.5跪CAE其與容CAD\C孕AM內(nèi)霉13禁3CA尋E裁在汽車設(shè)計戚制造中的應(yīng)缸用件似14殖3.1胸汽車結(jié)構(gòu)強蓬度分析慰誤14查3.2譽車身覆蓋件嗎成型過程的銹計算機仿真加狗14循筒CAE嘴技術(shù)在汽車城翼子板拉延門模具設(shè)計中粘的應(yīng)用泳唱14柜我板料成型液過程的顯式揭有限元計算摧弓15偷時助初始拉延工詞藝設(shè)計僑鑒17勵扭北計算機仿真桌廢18塑僚闊工藝改進獨忙19俯3.3約汽車碰撞安擾全性分析像團20籌3哀.4售汽車結(jié)構(gòu)優(yōu)肉化檔殘25董4橡總結(jié)齊醉26致謝27證參考文獻峰扭281概述牌1.1子CAE的歷釀史宮CAE起始瀉于20世紀(jì)培50年代中劑期，而真正效的CAE軟歷件誕生于7垃0年代初期晝，直到80賽年代中期的固十多年間，肥CAE軟件漆是處在獨立陷成長階段，訂主要是擴充揭和完善基本領(lǐng)功能、算法狂和軟件結(jié)構(gòu)進。1979群年美國的S敘AP5線性滾結(jié)構(gòu)靜、動閉力分析程序升向國內(nèi)引進鞠移植成功，東掀起了應(yīng)用噸通用有限元談程序來分析繩計算工程問節(jié)題的高潮。弄在國內(nèi)開發(fā)梅比較成功并秘擁有較多用軟戶(100產(chǎn)家以上)的片有限元分析展系統(tǒng)有大連聲理工大學(xué)工饒程力學(xué)系的恥FIFEX怒95、北京蘿大學(xué)力學(xué)與塑科學(xué)工程系江的SAP8隊4、中國農(nóng)引機科學(xué)研究源院的MAS六5.0和杭皆州自動化技的術(shù)研究院的撲MF有—勝EP4.0嚇等。198區(qū)5年前后，澡在可用性、桂可靠性和計葉算效率上已撇經(jīng)基本成熟嘉的、國際上折知名的CA株E軟件有N之ASTRA擠N、ANS耳YS、AS衫KA、MA掙RC、AD游INA、A脖BAQUS閣、MODU嚇LEF、D賞YN-3D淺等。就軟件符結(jié)構(gòu)和技術(shù)欠而言，這些活CAE軟件鍵基本上是用替結(jié)構(gòu)化軟件刑設(shè)計方法，韻采用FOR瞧TRAN語厚言開發(fā)的結(jié)崗構(gòu)化軟件、散其數(shù)據(jù)管理哀技術(shù)尚存在茄一定缺陷，奴它們的運行隊環(huán)境僅限于關(guān)當(dāng)時的大型嫁計算機和高艷檔工作站。胃近15年是寬CAE軟件貴的商品化發(fā)妙展階段，C希AE開發(fā)商證為滿足市場賀需求和適應(yīng)勝計算機硬、江軟件技術(shù)的遷迅速發(fā)展，岔在大力推銷往其軟件產(chǎn)品劃的同時，對嬌軟件的功能歉、性能，特述別是用戶界環(huán)面和前、后皮處理能力，碰進行大幅度每擴充；對軟先件的內(nèi)部結(jié)豬果和部分軟態(tài)件模塊，特夜別是數(shù)據(jù)管偵理和圖形處裝理部分，進包行了重大的涼改造。新增膠的軟件部分即大都采用了理面向?qū)ο蟮蔫F軟件設(shè)計方?jīng)龇ê虲++毒語言，個別親子系統(tǒng)則是希完全使用面板向?qū)ο筌浖糠椒ㄩ_發(fā)的怖軟件產(chǎn)品。膽這就使得目瞧前市場上知灘名的CAE儉軟件，在功呈能、性能、季可用性和可浙靠性、以及燈對運行環(huán)境爆的適應(yīng)性方大面，基本上鄉(xiāng)滿足了用戶布的當(dāng)前需求脾，這些CA鋒E軟件可以遺在超級并行笑機，分不是躁為集群，大僚、中、小、策微各類計算灑機和各種操捧作系統(tǒng)平臺喂上運行。苗近40年來籍，CAE技摘術(shù)結(jié)合迅速靈發(fā)展中的計涼算力學(xué)、計猜算數(shù)學(xué)、相惜關(guān)的工程科揪學(xué)、工程管慈理學(xué)與現(xiàn)代默計算技術(shù)，狀從低效檢驗忠到高效仿真數(shù)，從線性靜凱力求解到非兔線性、動力欺仿真分析、當(dāng)多物理場耦婦合，取得了休巨大的發(fā)展劉與成就。抬在日趨全球贈化的市場氛胸圍中，企業(yè)攪間的競爭將庭表現(xiàn)為產(chǎn)品扶性能和制造計成本的競爭戒。而CAE喝在產(chǎn)品研發(fā)丘及創(chuàng)新設(shè)計療中所顯示出谷的無與倫比案的優(yōu)越性，倍使其成為現(xiàn)想代化工業(yè)企煎業(yè)在日趨激鑼烈的市場競狡爭中取勝的撥重要條件。思利用CAE飽軟件，可以懂對工程和產(chǎn)海品進行性能闊與安全可靠頸性分析，并宜對其未來的但工作狀態(tài)和評運行行為進立行虛擬運行葵模擬，及早寬發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺埋陷，實現(xiàn)優(yōu)鞋化設(shè)計；在恨實現(xiàn)創(chuàng)新的薯同時，提高祥設(shè)計質(zhì)量，鳥降低研究開贊發(fā)成本，軟崗縮短研究開控發(fā)周期。它磁們與CAD去/CAM/結(jié)CAPP/銹[DM/E兄RP等軟件老一起，已經(jīng)奶成為支持工養(yǎng)程行業(yè)和制杰造企業(yè)信息你化的主要信譯息技術(shù)之一顏。殲借助CAE新技術(shù)，一家燃英國的汽車鹽業(yè)咨詢公司窮TWR短時掩間內(nèi)(15跟周)完成一非個緊湊型家銷庭轎車全尺紅寸模型的設(shè)用計、驗證和清制造。通過典使用非線性城仿真軟件M預(yù)SC.Dy破tran和先MSC.M每arc重現(xiàn)嶺世貿(mào)大樓倒桶塌全過程，佛美國政府的斤研究人員們?nèi)握业搅藶槭捕让词蕾Q(mào)大樓忍在僅僅一個緒小時之內(nèi)就欠坍塌了的原侄因。債計算機輔助洞工程作為一違項跨學(xué)科的歉數(shù)值模擬分夫析技術(shù)，越福來越受到科毅技界和工程國界的重視。奧許多大型的盜CAE分析嶺軟件已相當(dāng)纖成熟并已商撈品化，計算駕機模擬分析叉不僅在科學(xué)離研究中普遍理采用，而且防在工程上也蹈已達到了實源用化階段。氏燙事實證明，醋在設(shè)計過程星中的早期引丑入CAE來質(zhì)指導(dǎo)設(shè)計決跑策，能解釋貢因在下游發(fā)銷現(xiàn)問題時需坐重新設(shè)計而津造成的時間竟和費用的浪背費，設(shè)計人稈員能將主要貸精力投身如辯何優(yōu)化設(shè)計企，提高工程孤和產(chǎn)品品質(zhì)球，從而產(chǎn)生惹巨大的經(jīng)濟填效益。驅(qū)在現(xiàn)代設(shè)計托流程中，C陽AE是創(chuàng)造息價值的中心呢環(huán)節(jié)。事實援上，CAE席技術(shù)是企業(yè)肚實現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)葬計的最主要摧的保障。企蹲業(yè)要在激烈穗的市場競爭點中立于不敗湊之地，就必恒須不斷保持輩產(chǎn)品的創(chuàng)新及。殿衡量CAE古技術(shù)水平的菌重要標(biāo)志之醋一是分析軟百件的開發(fā)和宋應(yīng)用。目前摩，ABAQ燦US、AN古SYS、N預(yù)ASTRA習(xí)N等大型通閉用有限元分嫁析軟件已經(jīng)塔引進我國，饑在汽車、航階空、機械、烈材料等許多根行業(yè)得到了霜應(yīng)用。我國問的計算機分蝶析軟件開發(fā)撤是一個薄弱還環(huán)節(jié)，嚴(yán)重勸地制約了C圓AE技術(shù)的路發(fā)展。僅以兵有限元計算咸分析軟件為膝例，目前的首世界年市場合份額達5億畢美元，并且門以每年15背%的速度遞就增。相比之戰(zhàn)下，我國自包己的CAE辦軟件工業(yè)還閣非常弱小，宴僅占有很少狹量的市場份揉額。攜1.2嘴CAE的干發(fā)展妨吩CAE在添國外的發(fā)展愁當(dāng)今國際上夸FEA方法女和軟件發(fā)展罰呈現(xiàn)出以下蝕一些趨勢特爭征：違（1）從單踩純的結(jié)構(gòu)力仇學(xué)計算發(fā)展企到求解許多侍物理場問題?。簭陌?、殼淋和實體等連糊續(xù)體固體力段學(xué)分析，發(fā)堵展到流體力查學(xué)、溫度場香、電傳導(dǎo)、考磁場、滲流港和聲場等問絡(luò)題的求解計允算，最近又物發(fā)展到求解慎幾個交叉學(xué)皆科的問題(漂所謂難“坡流固耦合集”詠的問題)；籮（2）由求解解線性工程礦問題進展到屬分析非線性協(xié)問題；敞（3）增強稠可視化的前血置建模和后隸置數(shù)據(jù)處理別功能；幼（4）與C禁AD軟件的坦無縫集成。笨都開發(fā)了和款著名的CA敗D軟件(例添如Pro/說ENGIN堵EER、U爹nigra賞phic吩s、Sol麻idEdg師e、IDE挎AS、Be屢ntley堂和Auto殖CAD等)峽的接口。同陣時CAD綜笑合型CAE疼工具的分析背功能正逐漸唱加強；哀（5）改進階CAE方法皆中的優(yōu)化技桐術(shù)：引入各眾種優(yōu)化技術(shù)祝，優(yōu)化參數(shù)些評價。具備鵲智能的網(wǎng)格壞劃分器，以惜解決模型在輔形狀參數(shù)變否化劇烈時出課現(xiàn)的網(wǎng)格奇劃化問題；非毯線性收斂的擋智能控制技久術(shù)對非線性掃優(yōu)化問題是斥不可或缺的襖。男CAE軟件妄對工程和產(chǎn)迅品的分析模孫擬能力，主異要取決于單臘元庫和材料學(xué)庫的豐富和爪完善程度，屋單元庫所包復(fù)含的單元類昨型越多，材尾料所包括的貝材料特性種伸類越全，其葡CAE軟件呼對工程或產(chǎn)頭品的分析、本仿真能力就親越強。而C鉗AE軟件的兔計算效率和舊計算結(jié)果的式精度，則主喝要決定于解堵法庫，先進懸高效的求解呀算法可能對徹計算效率造陡成幾倍、幾較十倍甚至幾盲百倍的提高功。食近幾年來國父際上先進的福軟件在單元逐庫、材料庫攻、前后處理華，特別是用形戶界面和數(shù)銷據(jù)管理技術(shù)剩等方面都有趙了巨大發(fā)展辛，已經(jīng)可以松對工程和產(chǎn)賊品進行靜力典和擬靜力的息線性和非線動性分析；線碗性與非線性要動力分析；頭穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)陣熱分析；靜液態(tài)和交變態(tài)都的電磁場和促電流分析；團流體計算；風(fēng)聲場與波的奮傳播計算等吉。鉛前后處理是窩近十多年發(fā)膏展最快的C玉AE軟件成切分，它們是廚CAE軟件錢滿足用戶要鍛求，使通用省軟件專業(yè)化低、屬地化，岔并實現(xiàn)與C道AD、CA漫M、CAP賊P、PDM咳等軟件無縫脈集成的關(guān)鍵刷性軟件成份肆。剩控鼻CAE在國僑內(nèi)的發(fā)展給CAE在中墳國汽車行業(yè)豬的應(yīng)用起步轎于20世紀(jì)漫80年代中仆期，歷經(jīng)十艇幾年的緩慢式發(fā)展，到9炮0年代后期藏開始加速，依目前已經(jīng)進桿入飛速發(fā)展吐期。中外合摟資的汽車以元及零部件生溉產(chǎn)企業(yè)的C明AE應(yīng)用水碗平普遍比較廁低，因為這丘些合資企業(yè)掌的產(chǎn)品設(shè)計問權(quán)在國外，傭他們的CA膨E應(yīng)用一般斃停留在工藝握更改后的驗意證層次，談扒不上汽車關(guān)榮鍵部件的C吳AE應(yīng)用。柳隨著外國汽機車以及零部靠件公司逐步仁在中國建立的研發(fā)中心，肺其CAE的謎應(yīng)用水平也模會逐步提高貼。梨國有汽車企啞業(yè)的CAE密應(yīng)用開始較猜早，但是發(fā)數(shù)展緩慢，C罷AE人才流帖失比較多，磁有的單位C綁AE仿真技俱術(shù)應(yīng)用20殘幾年來還停監(jiān)留在基本分而析階段。民諷營或者國內(nèi)轟股份企業(yè)因樓為沒有現(xiàn)成板的產(chǎn)品可以憂生產(chǎn)，開始夾是仿造，現(xiàn)偷在有的企業(yè)年已經(jīng)擁有自排己的設(shè)計能么力，且CA有E在關(guān)鍵部紛件的應(yīng)用水雅平還較高。弟國內(nèi)一些自眨主品牌自主奧（半自主）額開發(fā)的車型惱，對CAE徑分析的需求桂和依賴性較數(shù)強，部件、蹤子系統(tǒng)、整墓車運動與安稍全都在進行內(nèi)CAE分析擔(dān)。有的企業(yè)挽借助一些曾扭經(jīng)在國外大藏汽車公司工松作的病“急海歸意”搖帶回的經(jīng)驗衰，并結(jié)合本阻企業(yè)CAE推應(yīng)用的經(jīng)驗?zāi)?，開始在著搬手建立自己壇的CAE應(yīng)敬用規(guī)范和仿土真流程?？偝趔w來講，中仆國的轎車企吵業(yè)CAE應(yīng)虧用水平相對溉高，卡車次塌之，客車企郵業(yè)屬于起步枝階段。杯如何解決應(yīng)故用難題：滑就汽車行業(yè)仁來說，國內(nèi)燕汽車廠家所引用到的CA兩E軟件跟國稠外汽車廠家款所用的基本亂一樣，那么懲，國內(nèi)汽車西廠家普遍應(yīng)捎用水平不高妨的原因在哪筆里呢？沖首先是企業(yè)和領(lǐng)導(dǎo)對CA熔E的功能還山?jīng)]有能夠充甚分認識。雖點然現(xiàn)在汽車套企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層常普遍認識到劃CAE的作惜用，但是對搖CAE應(yīng)用穗的難度沒有喝充分估計。哲不少企業(yè)認年為買回來C姻AE軟件就拍可以發(fā)揮立爐竿見影的作鼓用，但事實塔上如果沒有苗經(jīng)驗豐富的漠CAE人員繞，很難立刻卷見到成效；到再就是CA渣E人員的培酬養(yǎng)問題，C啄AE分析專表家既需要比港較深厚的理異論基礎(chǔ)，也訓(xùn)要具有相應(yīng)袖行業(yè)的工程闖應(yīng)用經(jīng)驗，持CAE分析顏人員的培養(yǎng)跡周期相對較畝長；還有就專是汽車企業(yè)叔通常缺乏自的己的CAE憤分析標(biāo)準(zhǔn)或堅者規(guī)范。糞要解決好汽蒸車行業(yè)CA戒E應(yīng)用的上得述問題，首字先，汽車行殘業(yè)相關(guān)廠商雨的領(lǐng)導(dǎo)層要貪充分認識C府AE的作用邊和難度，特秘別是后者。菊軟件可以隨揮時購買，但帳是使用C球AE軟件的采人才是企業(yè)感從頭培養(yǎng)還篩是從相關(guān)行德業(yè)引進？如蝶果是自己培候養(yǎng)，那就要順有長期見效敵的心理準(zhǔn)備敘，而且要肯賣花錢培訓(xùn)C迎AE人員。疲當(dāng)然如果企倍業(yè)想盡快見劫到成效，可供以引進經(jīng)驗冰豐富的CA某E人才，采弦取引進與自徒己培養(yǎng)相結(jié)專合，這是一障個較好的途執(zhí)徑。煮有了CAE芬人員，企業(yè)斷還要努力建紡立自己的C勇AE分析標(biāo)餐準(zhǔn)。目前，丹我國汽車C糞AE應(yīng)用中融的最大問題激就在于我們陽的企業(yè)沒有景自己的標(biāo)準(zhǔn)啞或者標(biāo)準(zhǔn)不攻完善，從而知會導(dǎo)致這樣逝一種現(xiàn)象：觀就算做了C籃AE分析，討也無法有效煤地評價分析棋結(jié)果。丑所謂標(biāo)準(zhǔn)就皺是具體應(yīng)用戰(zhàn)有限元軟件泳進行特定設(shè)戀計產(chǎn)品進行種分析時，如宏何簡化CA姻D模型，如弦何定義載荷有以及邊界條房件；工況如數(shù)何設(shè)置；進器行什么類型見的分析，如紋：是結(jié)構(gòu)分智析還是熱、宰流場分析，惰是否需要做鵲熱－結(jié)構(gòu)耦辦合分析等，慨結(jié)構(gòu)分析是誰靜力還是動慣力，有沒有診非線性問題健等；分析完叼成如何評價旨結(jié)果，譬如床：做轎車白裙車身模態(tài)分籃析，第一階幻模態(tài)頻率需渡要達到多少毫Hz才算合色格呢？疑標(biāo)準(zhǔn)的解決衫途徑有兩個惰：一是，自戲己通過試驗庸和仿真相互榜校核，建立遮相關(guān)產(chǎn)品的濤評價標(biāo)準(zhǔn)；您二是，利用圣相關(guān)行業(yè)已鞭有的經(jīng)驗來鞭輔助建立自阻己的CAE蘇分析標(biāo)準(zhǔn)。溜由此可見，壯CAE分析脅標(biāo)準(zhǔn)的建立僅相當(dāng)不易，禾需要做大量麻的工作，并花且要結(jié)合試蔽驗結(jié)果。然免而，這個過向程是必須要賊走的。描針對汽車行繁業(yè)的全面解沒決方案除：譽UGS公司哀作為全球領(lǐng)偷先的PLM核廠商，有著警40年的C扭AE軟件開東發(fā)與技術(shù)服春務(wù)歷史，能鍛夠為汽車行樣業(yè)提供全面數(shù)的解決方案杏，包括CA特E軟件模塊絲方案和技術(shù)羨服務(wù)方案（技培訓(xùn)＋咨詢茶）。蝶NXNA震STRAN扶（MCAE確工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）檔針對汽車整扎車、零部件捧、子總成的祖強度剛度線絲性和非線性緩動力、靜力約分析。其新鎖增加SOL孟101線性悲接觸功能，指大大提高螺禍拴等連接部燒件的局部分膠析精度；全老球領(lǐng)先的分貍布式并行計緒算能力，能察夠高速度，麻高精確性地盞求解工程問普題。NX汪MOTIO券N模塊針對災(zāi)汽車運動學(xué)茶、動力學(xué)仿恢真，集成于際UGNX據(jù)環(huán)境中。悉該模塊內(nèi)嵌織ADAMS廳和Recu粱rDyn兩幼個世界知名借多體求解器獸，使用非常菠方便，跟C蒜AD軟件一走體化。NX晶Flow爛和NXT印herma隱l針對車身檢外流場計算遼和發(fā)動機（丙包括進、排熟氣系統(tǒng)）熱漂分析、汽車幟電子電器系市統(tǒng)冷卻分析指，具有很高能的性能價格擦比。NX擺Flow擇提供一個整爐套的CFD勢能力用于高做精度流體仿洲真，并完全緒集成在NX慕環(huán)境中，可欣以有效地仿遲真穩(wěn)態(tài)和瞬耗態(tài)流體流動動問題。也NXTh雜ermal躲提供廣泛啄的熱分析和茅傳熱分析仿似真能力，完鐵全集成在N糕X環(huán)境中，鉗可提供完整腐的建模和求喉解復(fù)雜熱問豆題的架構(gòu)。假該產(chǎn)品可以竿有效地仿真隙穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)懲熱響應(yīng)問題是，可以處理南各種熱相關(guān)胡和光熱相關(guān)儀材料特性，伴強大的熱耦勻合分析很好預(yù)處理網(wǎng)格脫跟離的接觸傳弓熱，且提供葉高精度的熱袖輻射，使用旱半球技術(shù)計員算視角因子載。NXF蛇low和N截XThe亮rmal可戴以無縫耦合辜。車身以及明底盤等疲勞化耐久性預(yù)測晨，DURA迫BILIT稱Y模塊能夠嫌進行很好的詢計算，而且胡還可以集成響其它知名疲磁勞分析軟件山。UGS兩CAE的查前后處理器凱采用先進的懂虛擬拓撲網(wǎng)民格生成技術(shù)鹽，使得劃分卻出來的網(wǎng)格南能夠100搖%滿足NA踐STRAN炸求解的要求鮮，一鍵式的瀉自動批處理崇網(wǎng)格生成技落術(shù)，把CA饒E分析人員刻從繁重網(wǎng)格允劃分中解放學(xué)出來，且支停持多種CA助E求解器。青1.3漫CAE的發(fā)睬展趨勢您憲擴大仿真榆分析的范圍睜未來的產(chǎn)品盒設(shè)計將由產(chǎn)包品功能主導(dǎo)疑產(chǎn)品外形、套材料和加工邪工藝過程，先所需的分析狗模擬范圍將少遠遠超出今很天的范圍?？吩O(shè)計人員必紗須考慮應(yīng)力婆和振動、運信動學(xué)、流體戀力學(xué)、裝配岔建模、可靠躺性分析、人聯(lián)的因素和加記工工藝及成棄本等等。工住程師必須能弟夠真實地模狡擬產(chǎn)品的所護有性能，結(jié)杜合貫穿產(chǎn)品蜘生命周期的延各種因素，傲獲得對各種偉設(shè)計的模擬炕結(jié)果。CA鋤E軟件也將幣由單一零件翻的虛擬樣機喬朝著整機虛輝擬樣機的方執(zhí)向發(fā)展。張多物理場耦蘋合分析模擬豐——容任何一個復(fù)款雜的工程和和產(chǎn)品大都是張?zhí)幵诙辔锢矸綀鲴詈?，甚授至是多相多瀉態(tài)介質(zhì)耦合牢狀態(tài)下工作看，其運行行巷為絕非是多蓮個單一物理四場問題，部紀(jì)分可能屬于漲強非線性耦特合。對于這麻些問題，目賓前尚沒有成袖熟可靠的理星論，還處于波基礎(chǔ)性前沿萬研究階段，賞但由于其強魯烈的工業(yè)背紅景，它們已共經(jīng)成為國內(nèi)頸外科學(xué)家研縣究的主要目素標(biāo)。聚高度集成化回——歇包括兩方面冠的含義。狹旨義上的信息目集成，即實霞現(xiàn)CAE與協(xié)CAD、C隊AM、CA灣PP、ER然P等各單元啦信息的集成驕，減少之間偉的數(shù)據(jù)傳輸澤與轉(zhuǎn)換。這楊主要依靠相濤同平臺的軟肯件、開發(fā)一須定的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)端換接口程序修、基于數(shù)據(jù)椅庫的信息處改理等方式實謠現(xiàn)。廣義上拘的滑“柜多集成復(fù)”遍，即信息集掙成、智能集頸成、串并行燭工作機制集叔成及人員集手成。未來的救趨勢應(yīng)該是框?qū)崿F(xiàn)技術(shù)、確人和管理的托集成?；诩夹g(shù)創(chuàng)新羞上，近年來蟻變量化技術(shù)宣突飛猛進，爺取得了一系姨列理論成果盼，如變量化醋造型、變量就化分析、變嘆量化裝配、自變量化模架避庫等，并已扔在CAD領(lǐng)柱域取得了成猛功應(yīng)用。將緣來，必然會布擴展到分析景領(lǐng)域。屆時燒，實時的、丈隨意的多方循案分析過程封將使CAE搞更加輕松自倘如。崖腫智能化、算人性化溝CAE作為漏設(shè)計分析人俱員進行產(chǎn)品數(shù)研發(fā)的工具秘，必然務(wù)求壇易學(xué)好用，畢得心應(yīng)手，例而未來的大澡型通用CA抽D/CAE丙/CAM軟坊件是一個多針學(xué)科交叉的源，綜合性知糊識密集型產(chǎn)占品，如何使越用戶更方便制地使用軟件籃，同時結(jié)合崖多學(xué)科多領(lǐng)田域的知識經(jīng)笑驗來促進設(shè)核計分析過程粉是一個不容洪回避的問題撲。因此，開歸發(fā)更有效的罪支持用戶使輸用這些軟件豈的專家系統(tǒng)燕顯得十分必辜要。智能化賓將是發(fā)展的利一個必然趨狹勢。蕩同時，軟件零的工作環(huán)境蓋應(yīng)該盡可能順解放使用者傘的頭腦，開濤拓使用者的蛇思路，讓使垮用者集中精士力于設(shè)計創(chuàng)敵作，這使得漸軟件趨向于納人性化，除優(yōu)了具備智能柳化的自動運諒算、推理判堤斷、協(xié)助思柳考等功能外怒，還要以符額合人們思維就習(xí)慣的方式建去判斷、思績考、表達與千操作，以更弟強的用戶界加面提供更強遭的直觀、直缸感、直覺性櫻，更智能化守地適應(yīng)用戶奧的要求。廳席網(wǎng)絡(luò)化厘隨著互聯(lián)網(wǎng)疲的普及，寬胞帶通信技術(shù)偏的突破，網(wǎng)書絡(luò)正改變著態(tài)人們獲取信綱息、共享數(shù)晉據(jù)和商品交畜易的方式，足也改變著工尋程設(shè)計人員蒼完成模擬仿者真分析的傳蜓統(tǒng)方式。軟惠件供應(yīng)商們勁已經(jīng)認識到畢，是否提供誤電子網(wǎng)絡(luò)銷債售將決定他梁們今后的競割爭力。所以吳軟件用戶將懼從現(xiàn)在的購堡買和安裝軟絹件逐步過渡迅到直接租用駁放在網(wǎng)上服竟務(wù)器的軟件喬。如MSC突.Soft使ware公暮司已實現(xiàn)網(wǎng)降上購買仿真些分析軟件，圍還與網(wǎng)絡(luò)服喘務(wù)商和硬件科商合作，通腹過服務(wù)器端捷大量的MS膝C.SOF騙TWREE蛾軟件與客戶木端的用戶環(huán)帝境，提供有皂償?shù)能浖芘饣蛟伦夥緞?wù)。揚同時，基于停網(wǎng)絡(luò)的遠程陰計算與分析車設(shè)計將得到掙進一步發(fā)展己，異地協(xié)同池設(shè)計、分析驚、制造將成匠為現(xiàn)實。企斬業(yè)的創(chuàng)新需蘭求為CAE毛技術(shù)的發(fā)展棵提供了強大擱的動力，可挪以預(yù)見，隨澇著科學(xué)技術(shù)茫的迅速發(fā)展做和全球信息濫化，CAE診必將取得更幸為巨大的成知就，并繼續(xù)桐對國民經(jīng)濟漁的發(fā)展做出靈重要貢獻。膛妹我國CA換E技術(shù)落后濾的原因嚼我國開展C麥AD/CA突M技術(shù)應(yīng)用蒸工作并不算星晚，通過引深進，不少企挨業(yè)的軟、硬輸件條件與國由外相比也相舅差不大。但勺是，為什么答國內(nèi)的汽車次CAD/C瓦AM技術(shù)工應(yīng)用與國外宣先進水平相辜比存在較大尼的差距呢?純我認為有以踩下幾個原因在:促（1）寸原有計劃經(jīng)窄濟的原因。劃在舊的經(jīng)營梅模式下，企抽業(yè)領(lǐng)導(dǎo)干好宿干壞一個樣哄，而采用銜CAD/姐CAM技呈術(shù)投資大，榆有較大風(fēng)險誤，效益回報含有一定的滯也后期，導(dǎo)致徒企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)不者夠重視，怕薯影響正常的貌生產(chǎn)。瓦（2）毛管理上的缺浙陷。由于條器塊分割，重健復(fù)引進，企傷業(yè)相互之間羅缺乏必要的過交流和協(xié)作冰,影響了漆CAD/踏CAM技術(shù)青效益的發(fā)揮包。勒（3）昏人才培養(yǎng)的破不足。像福愈特、通用等算汽車公司之訓(xùn)所以CAD潤/CAM科技術(shù)應(yīng)用得早好,是因少為幾十年來融一直大力開堆展CAD/禮CAM應(yīng)爪用而積淀下勤來的寶貴經(jīng)筒驗和培養(yǎng)出鉆了一支高水矮平的技術(shù)隊屋伍。有錢可蘋以買到先進怕的軟、硬件沈，但一支高脹水平的技術(shù)演隊伍需要若傘干年的培養(yǎng)柄?，F(xiàn)在國內(nèi)猶既懂計算機綢軟、硬件，鑰又有豐富專繁業(yè)知識的人蹈才奇缺，而紀(jì)這恰是企業(yè)潛最為寶貴的拋財富。.累發(fā)CAE今棕后發(fā)展方向針及設(shè)想名目前，我國奏汽車行業(yè)中祝的大企業(yè)基延本上具備了鴨一定的CA嚷E應(yīng)用能力頃，但至今這棄種能力在汽洪車產(chǎn)品設(shè)計自中仍未得到訓(xùn)充分發(fā)揮，蹲大多數(shù)產(chǎn)品謠的設(shè)計仍局震限在經(jīng)驗上極，這主要與弟CAE的規(guī)奶劃、培訓(xùn)以燥及設(shè)計人員充對CAE的惰重視程度、垂CAE分析著周期長等因秤素有關(guān)。針比對這些問題敏，結(jié)合汽車愈產(chǎn)品的設(shè)計晝水平，應(yīng)該也采取以下措早施來加速C閱AE的發(fā)展芽和促進其應(yīng)旱用，使之盡各快轉(zhuǎn)變?yōu)樯猱a(chǎn)力。董（1）切實利重視CAE炭的發(fā)展，并影使之與產(chǎn)品恢設(shè)計結(jié)合起砌來，最后達傍到在產(chǎn)品設(shè)借計中能使用唐CAE技術(shù)標(biāo)的目的。團（2）制定衫長期的CA姥E發(fā)展規(guī)劃兇，包括階段刃研究方向、溪人員培訓(xùn)提暫高、計算機殊軟、硬件的緒更新等。目奔前，應(yīng)集中冤力量研究C罰AE能夠解赤決的設(shè)計問速題，加強C戰(zhàn)AE模型與庫測試結(jié)果的滲對比研究，燭大幅度減少朵CAE模型班的制作時間收。為此，可境以考慮具體泰汽車結(jié)構(gòu)的沖FEM分析貼系統(tǒng)，如車勇身結(jié)構(gòu)分析懷系統(tǒng)，該系院統(tǒng)包括基本懇的模型數(shù)據(jù)榆庫、設(shè)計評加價指標(biāo)、C雙AE分析的有基本步驟（衣先作靜態(tài)剛紗度，然后進彈行模型分析錦、響應(yīng)分析俗及靈敏度分貞析等），利盛用測試結(jié)果進建立可靠的謊CAE模型施，使CAE池真正成為車倆身設(shè)計的有息效工具。沈（3）加強喚CAE的培宿訓(xùn)工作。一香方面是C煉AE專業(yè)人旁員能力的提勇高（可以通造過高層次學(xué)息習(xí)，如請人抽講學(xué)等方式死達到；另一抗方面是CA糊E專業(yè)人員膏有重點地培灶訓(xùn)產(chǎn)品設(shè)計能人員，使現(xiàn)叔有較成熟的屠CAE技術(shù)咳盡快應(yīng)用于要設(shè)計。帆（4）加強假汽車行業(yè)中輪各大企業(yè)間轉(zhuǎn)CAE技術(shù)耀的協(xié)作。在健我國CAE濃發(fā)展水平還蹲較低，企業(yè)厲CAE軟、靈硬件的相互定封鎖，只能電阻礙CA旋E的發(fā)展及搭應(yīng)用，重復(fù)團投資，重復(fù)徒勞動，使得項本來就不太恰充足的人員周和資金白白琴浪費掉。因占此,應(yīng)該半定期進行交喜流，共同提京高，互相協(xié)煩作，做好規(guī)德劃，避免重假復(fù)性投入。奶（5）提高給使用CAE懲技術(shù)的方便強性。為此，胃首先應(yīng)盡快救推進便于使聾用的結(jié)構(gòu)分掉析程序，如挨ANSYS兆、NAST麥RAN等；捉其次，CA惡E專業(yè)人員巖的課題研究游應(yīng)把應(yīng)用作順為目標(biāo)，把孤課題結(jié)果的權(quán)規(guī)范化與培櫻訓(xùn)設(shè)計人員評使用CAE類技術(shù)能力作使為課題的重同要組成部分見。值（6）加強什CAE與測題試部門的結(jié)月合，盡量縮父短CAE的遲分析時間，遵用盡可能多包的測試結(jié)果寄驗證模型，缺使模型能最堵大限度地得尋以簡化。洞隨著科學(xué)技抹術(shù)的迅猛發(fā)染展，CAD剃/CAM技攔術(shù)正向集成欣化、智能化棗、網(wǎng)絡(luò)化、笑標(biāo)準(zhǔn)化、可英視化等方向作發(fā)展。新的樣技術(shù)正在不抓斷出現(xiàn)，在妙這新舊交替園之際，只要消我們抓住機煙遇，就能跳武躍前進，趕斤上世界科技物發(fā)展的步伐硬；反之，如信不能把握機悠會，則將更火加落后?？舌]以相信，中堅國的汽車C臥AD/C也AM事業(yè)前陶途光明，但早需要大家付廣出艱辛的努也力。舟2CAE俱的相關(guān)理論誼2.1C繪AE的基本險概念離CAE（C蘋omput爛erAi掩dedE隆ngine巨ering脾）從字面上燒講是計算機鑄輔助工程，變其概念很廣涉，可以包括海工程和制造戶業(yè)信息化的貪所有方面。釋但傳統(tǒng)的C交AE主要是胃指工程設(shè)計丑中的分析計環(huán)算和分析仿恭真，其核心須是基于現(xiàn)代欄計算力學(xué)的云有限單元分姻析技術(shù)。帝從廣義上說奔，計算機輔薯助工程包括豬很多，從字鍬面上講，它稠可以包括工蛾程和制造業(yè)鄰信息化的所攀有方面，但姿是傳統(tǒng)的C幫AE主要指塘用計算機對戲工程和產(chǎn)品狂進行性能與效安全可靠性喂分析，對其惑未來的工作脆狀態(tài)和運行用行為進行模瓶擬，及早發(fā)哪現(xiàn)設(shè)計缺陷牌，并證實未倍來工程、產(chǎn)鍵品功能和性州能的可用性旋和可靠性。鏟這里主要是崇指CAE軟弓件。乎CAE軟件饞可以分為兩賀類：針對特頸定類型的工關(guān)程或產(chǎn)品所登開發(fā)的用于飛產(chǎn)品性能分搭析、預(yù)測和勇優(yōu)化的軟件千，稱之為專捐用CAE軟撈件；可以對戲多種類型的譯工程和產(chǎn)品宋的物理、力者學(xué)性能進行哨分析、模擬零和預(yù)測、評看價和優(yōu)化，御以實現(xiàn)產(chǎn)品營技術(shù)創(chuàng)新的藝軟件，稱之糟為通用CA賠E軟件。攪CAE軟件日的主體是有渠限元分析(各FEA，F(xiàn)鋸inite豪Elem仿entA郵nalys綢is)軟件延。有限元方執(zhí)法的基本思嶄想是將結(jié)構(gòu)伍離散化，用招有限個容易輸分析的單元桶來表示復(fù)雜限的對象，單擔(dān)元之間通過夾有限個節(jié)點珠相互連接，鑼然后根據(jù)變剝形協(xié)調(diào)條件煮綜合求解。紙由于單元的顏數(shù)目是有限精的，節(jié)點的節(jié)數(shù)目也是有燙限的，所以掩稱為有限元補法。這種方凍法靈活性很誓大，只要改相變單元的數(shù)答目，就可以普使解的精確渴度改變，得深到與真實情粉況無限接近稅的解。解基于有限元刪方法的CA算E系統(tǒng)，其腫核心思想是灣結(jié)構(gòu)的離散膽化?？「鶕?jù)經(jīng)驗，膛CAE各階欠段所用的時拋間為：40香%～45%踏用于模型的伶建立和數(shù)據(jù)難輸入，50付%～55%怕用于分析結(jié)濃果的判讀和文評定，而真曾正的分析計鐘算時間只占虎5%左右。伶采用CAD葡技術(shù)來建立轉(zhuǎn)CAE的幾墓何模型和物柳理模型，完斷成分析數(shù)據(jù)智的輸入，通緊常稱此過程失為CAE的攝前處理。同肚樣，CAE節(jié)的結(jié)果也需械要用CAD影技術(shù)生成形昏象的圖形輸贊出，如生成慎位移圖、應(yīng)埋力、溫度、陪壓力分布的婆等值線圖，樣表示應(yīng)用、悔溫度、壓力披分布的彩色竄明暗圖，以跡及隨機械載鋪荷和溫度載朱荷變化生成飼位移、應(yīng)力寄、溫度、壓館力等分布的侄動態(tài)顯示圖煌。我們稱這族一過程為：撈CAE的后輝處理。針對六不同的應(yīng)用邪，也可用C秋AE仿真模紹擬零件、部洞件、裝置(矛整機)乃至裂生產(chǎn)線、工深廠的運動和浸運行狀態(tài)。論2.2C桑AE的基本慰結(jié)構(gòu)與功能務(wù)纖CAE分潔析的三個步忌驟槐應(yīng)用這些C蓬A(yù)E軟件對委工程或產(chǎn)品歡進行性能分禾析和模擬時抬，一般要經(jīng)案歷如圖按2圍-1所示步巧驟：惰圖朗2伙-1CA破E一般步驟壟（1）性前處理－用格圖形軟件首舌先對工程或旁產(chǎn)品進行實施體建模，進愛而建立有限課元分析模型照。援（2）使有限元分析岔－對有限元咱模型進行單節(jié)元分析、有倚限元系統(tǒng)組郊裝、有限元晝系統(tǒng)求解以秒及有限元結(jié)寬果生成。用（3）弦后處理－據(jù)邊工程或產(chǎn)品米模型與設(shè)計希要求，對有柴限元分析結(jié)錦果進行用戶封所要求的加店工、檢查，露并以圖形方閣式提供給用鈴戶，輔助用息戶判定計算挪結(jié)果與設(shè)計愈方案的合理快性。像棒CAE軟珠件的結(jié)構(gòu)與個功能濫CAE軟件涂的基本結(jié)構(gòu)彎其中包含以欠下模塊：同前處理模塊績給實旅體建模與參灌數(shù)化建模，叉構(gòu)件的布爾爪運算，單元限自動剖分，鞋節(jié)點自動編偵號與節(jié)點參備數(shù)自動生成均，載荷與材烈料參數(shù)直接質(zhì)輸入有公式遲參數(shù)化導(dǎo)入樣，節(jié)點載荷菜自動生成，蔥有限元模型傘信息自動生確成等。祖有限元分析顏模塊諒有限單元庫趴，材料庫及剪相關(guān)算法，賞約束處理算倉法，有限元寸系統(tǒng)組裝模很塊，靜力、死動力、振動毯、線性與非紗線性解法庫漁。大型通用型題的物理、滋力學(xué)和數(shù)學(xué)既特征，分解豆成若干個子聯(lián)問題，由不銜同的有限元罰分析子系統(tǒng)缸完成。一般遭有如下子系以統(tǒng)：線性靜聞力分析子系嘴統(tǒng)、動力分幫析子系統(tǒng)、驅(qū)振動模態(tài)分飾析子系統(tǒng)、驚熱分析子系澆統(tǒng)等。匯后處理模塊咸有限步元分析結(jié)果刊的數(shù)據(jù)平滑償，各種物理碼量的加工與榆顯示，針對夜工程或產(chǎn)品嶼設(shè)計要求的考數(shù)據(jù)檢驗與物工程規(guī)范?？旌耍O(shè)計優(yōu)園化與模型修森改等。琴用戶界面模尖塊老——玩彈出式下拉溪菜單，對話斤框，數(shù)據(jù)導(dǎo)滿入與導(dǎo)出宏淘命令，以及礎(chǔ)相關(guān)的GU卷I圖符等。撿數(shù)據(jù)管理系城統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫育——邊不同的CA油E軟件所采駛用的數(shù)據(jù)管步理技術(shù)差異躍較大，有文供件管理系統(tǒng)用，關(guān)系型數(shù)擺據(jù)庫管理系修統(tǒng)及面向?qū)γ废蟮墓こ虜?shù)將據(jù)庫管理系奇統(tǒng)。其數(shù)據(jù)婆庫應(yīng)該包括太構(gòu)件與模型億的圖形和特飄性數(shù)據(jù)庫，枝標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及告有關(guān)知識庫框等。共享的戒基礎(chǔ)算法模蜂塊銀——黨如圖形算法懇，數(shù)據(jù)平滑庸算法等。還CAE軟件重對工程和產(chǎn)劑品的分析、丘模擬能力，蟲主要決定于扶單元庫和材抗料庫的豐富燒和完善程度頃，單元庫所勻包含的單元炊類型越多，叢材料庫所包固括的材料特喪性種類越全嘉，其CAE總軟件對工程艘或產(chǎn)品的分蛋析、仿真能紫力越強。次一沿個CAE軟構(gòu)件的計算效幻率和計算結(jié)康果的精度，除主要決定于飽解法庫。先巨進高效的求絮解算法與常擦規(guī)的求解算遼法，在計算巡效率上可能漸有幾倍、幾搏十倍，甚至巾幾百倍的差堤異，特別是蝦在并行計算黨機環(huán)境下運軍行。醉隨著CAE籌軟件開發(fā)商懲對單元庫，待材料庫和求踢解器的改造寄，擴充和完濟善，目前國季際上先進的密CAE軟件芬，已經(jīng)可以昏對工程和產(chǎn)嚼品進行如下鄉(xiāng)的性能分析月，預(yù)報及運斥行行為模擬若：自靜力和擬靜抓力的線性與掩非線性分析智——吊包括對各種鈔單一和復(fù)雜句組合結(jié)構(gòu)的影彈性，彈塑鄉(xiāng)性，塑性，賀蠕變，膨脹司，幾何大變郵形，大應(yīng)變百，疲勞，斷行裂，損傷，能以及多體彈蹤塑性接觸在燥內(nèi)的變形與奉應(yīng)力應(yīng)變分向析。懼線性與非線振性動力分析晃——脈包括交變荷壞載，爆炸沖廁擊荷載，隨歷機地震荷載鳴以及各種運展動荷載作用側(cè)下的動力時鳥程分析，振朝動模態(tài)分析爬，諧波響應(yīng)嘩分析，隨機耽振動分析，塵屈曲與穩(wěn)定曲性分析等。刪靜態(tài)與瞬態(tài)稈熱分析政——嘉包括傳導(dǎo)，幅對流和輻射稻狀態(tài)下的熱偽分析，相變很分析，以及茶熱/結(jié)構(gòu)耦輪合分析。渣靜態(tài)和交變哥態(tài)的電磁場稍和電流分析著——潤包括電磁場沙分析，電流迎分析，壓電縮行為分析以肥及電磁/結(jié)稠構(gòu)耦合分析涌。毯流體計算拒——電包括常規(guī)的傻管內(nèi)和外場厘的層流，端賞流，熱/流挽耦合以及流莊/固耦合分造析。冤聲臥場與波的傳江播計算于——甜包括靜態(tài)和蘆動態(tài)聲場及要噪聲計算，廢固體，流體釀和空氣中波貸的傳播分析擠等。堵前甚后處理是近稅十多年發(fā)展竄最快的CA孤E軟件成分萌，它們是C胳AE軟件滿棚足用戶需求影，使通用軟盤件專業(yè)化、咽屬地化，并熔實現(xiàn)CAD啄、CAM、難CAPP、崗PDM等軟竹件無縫集成披的關(guān)鍵性軟削件成分。它次們是通過增張設(shè)CAD軟有件，例如P懇ro/En暈ginee敞r，UG，愿Solid豎edge，除CATIA流，MDT等損軟件的接口父數(shù)據(jù)模塊，哪實現(xiàn)了CA翼D/CAE顏的有效集成任。CAE痛通常指有限給元分析和機嚴(yán)構(gòu)的運動學(xué)善及動力學(xué)分模析。有限元貸分析可完成供力學(xué)分析(膀線性、非線迎性、靜態(tài)、率動態(tài))；場酷分析(熱場懶、電場、磁輩場等)；頻搜率響應(yīng)和結(jié)勇構(gòu)優(yōu)化等。尺機構(gòu)分析能禍完成機構(gòu)內(nèi)房零部件的位閑移、速度、怎加速度和力挺的計算，機盆構(gòu)的運動模個擬及機構(gòu)參仁數(shù)的優(yōu)化。窮叛CAE的忘作用揚（1）書增加設(shè)計功拍能，借助計均算機分析計灘算，確保產(chǎn)炭品設(shè)計的合患理性，減少瘦設(shè)計成本；古（2）喇縮短設(shè)計和罷分析的循環(huán)死周期；葛（3）肆CAE分析驟起到的肉“激虛擬樣機旦”反作用在很大想程度上替代木了傳統(tǒng)設(shè)計雄中資源消耗仙極大的維“獅物理樣機驗友證設(shè)計胡”則過程，虛擬紗樣機作用能龍預(yù)測產(chǎn)品在泉整個生命周指期內(nèi)的可靠攏性；肢（4）相采用優(yōu)化設(shè)叔計，找出產(chǎn)展品設(shè)計最佳倘方案，降低恒材料的消耗傻或成本；繞（5）糠在產(chǎn)品制造肯或工程施工格前預(yù)先發(fā)現(xiàn)味潛在的問題歇；畢（6）旋模擬各種試枕驗方案，減燃少試驗時間版和經(jīng)費；朵（7）椒進行機械事段故分析，查善找事故原因煉。檢2.3C俱AE的價值漢CAE技術(shù)棄為汽車行業(yè)天的高速發(fā)展磚提供具有中夕心價值地位里的技術(shù)保障斷，可以為企示業(yè)帶來巨大缸的技術(shù)經(jīng)濟殘效益。在汽喂車發(fā)展歷史粗上，至今還冰沒有什么技遷術(shù)能與CA喬E技術(shù)相比去，為汽車企梅業(yè)帶來巨大鎮(zhèn)的回報。汽炕車行業(yè)是一矮個高速發(fā)展縫的行業(yè)，其線競爭日趨激災(zāi)烈。隨著新趣產(chǎn)品推出的秘速度越來越霞快，CA早E在汽車行戴業(yè)的應(yīng)用越言來越多，水明平也在逐步遣提高。滾統(tǒng)計結(jié)果表吳明，應(yīng)用擾CAE技零術(shù)后，新車波開發(fā)期的費糧用占開發(fā)成罪本的比例從顫80%～9翁0%下降到或8%～1績2%。例如滑：美國福特妄汽車公司2茅000年應(yīng)棟用CAE后石，其新車型騾開發(fā)周期從余36個月降斤低到12～族18個月；曉開發(fā)后期設(shè)撫計修改率減騰少50%；記原型車制造務(wù)和試驗成本啞減少50%贊；投資收益露提高50%制。魚其最大優(yōu)點百是可以在產(chǎn)寸品設(shè)計初期崇,即圖紙柱設(shè)計階段，膊通過建立基撒本的計算機席分析模型，襯對所設(shè)計的醉產(chǎn)品進行強高度、壽命及倚特性預(yù)測，雙從而指導(dǎo)產(chǎn)嶺品設(shè)計，使刷產(chǎn)品設(shè)計指頃標(biāo)得到保證綿，有效地提眾高設(shè)計產(chǎn)品緩的可靠性,節(jié)縮短設(shè)計家周期。如汽閣車產(chǎn)品采用當(dāng)傳統(tǒng)的經(jīng)驗鞭設(shè)計鎮(zhèn)—坊試驗校核的拆方法，則由壞于結(jié)構(gòu)的復(fù)夾雜性，在設(shè)路計過程中往誠往無法知道推局部及總體平強度等是否喂?jié)M足設(shè)計要殲求,只能桶靠一輪又一嫌輪的設(shè)計試都驗來改進，洞需要很長的倒設(shè)計周期及亂很高的設(shè)計扣試制費用，核已很難適應(yīng)途市場的需求駁。而采用C燒AE技術(shù)，煌在汽車概念杜設(shè)計的同時書，進行靜態(tài)甲、動態(tài)分析吉，隨著設(shè)計供圖紙的一步界步完善，汽翠車結(jié)構(gòu)的有位限元模型也脂進一步細化尊，使分析計撇算的結(jié)果更灶趨于準(zhǔn)確。鞭這樣，在最祝終圖紙完備如后,就能隨使整車的強土度、壽命指挨標(biāo)得到控制撒，大大地減徹少了樣車的稻制作和試驗頓時間。CA賤E技術(shù)不但姓對汽車整車辭或車身等大宮型結(jié)構(gòu)的宏攔觀控制發(fā)揮夕作用，對于蜘解決汽車局則部強度問題器也很有效。研在設(shè)計階段書引入CAE咱可以及早發(fā)坦現(xiàn)錯誤，盡萌快修正錯誤難的目標(biāo)。圖撇2-2肆表示了采用凳CAE技術(shù)曠與不采用C瞎AE技術(shù)的最設(shè)計、制造碌流程對比情磚況。幟插燈產(chǎn)品設(shè)計（CAD）產(chǎn)品設(shè)計（CAD）發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺點不采用CAE技術(shù)的產(chǎn)品設(shè)計、制造流程產(chǎn)品設(shè)計（CAD）產(chǎn)品分析（CAE）產(chǎn)品制造（CAM）發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷采用CAE技術(shù)的產(chǎn)品設(shè)計、制造流程產(chǎn)品制造（CAM）跪圖2-條2結(jié)設(shè)計、制筐造流程對比魄CAE技術(shù)腫的價值就在故于可以在產(chǎn)捆品設(shè)計初期沫，即圖紙設(shè)亮計階段，通抄過建立基本為的計算機分歡析模型，對收所設(shè)計的產(chǎn)百品進行強度久、壽命分析繁，運動學(xué)、困動力學(xué)仿真綠，以得到所京設(shè)計產(chǎn)品的坐各種性能，俊從而指導(dǎo)產(chǎn)柿品設(shè)計，有牽效地提高設(shè)倉計產(chǎn)品的可柏靠性，縮短著設(shè)計周擋期。如在汽摔車產(chǎn)品的設(shè)獎計中采用C株AE技術(shù)，城在汽車概念廚設(shè)計的同時拜，進行靜態(tài)深、動態(tài)分析泳，平順性、鴿操縱穩(wěn)定性餅仿真,在設(shè)蒸計階段即可指發(fā)現(xiàn)設(shè)計中濫存在的缺陷印、錯誤，及優(yōu)時地改進這績些缺陷和錯各誤，可以大味大地減少樣省車的制作和表試驗時間。鮮2.4C是AE的應(yīng)用苗分類隸籠統(tǒng)地講，虛汽車的每一竹個部件都可評以做CAE因分析，但主笛要包括以下壁3大關(guān)鍵部皂分：爆圖毫2-3洪汽車CA虜E分析圖其匯整車這該部分的C卡AE通常要出做運動學(xué)、堆動力學(xué)仿真科，以模擬如義車輛行駛的罩平順性、舒供適性和可通他過性。這需優(yōu)要建立整車憂的虛擬樣機峰，以確定整聰車參數(shù)。通拴常要確定的董主要整車撇參數(shù)有：行陜駛性、操縱蠢穩(wěn)定性、振藏動、噪聲和罰舒適性；輪冒胎、懸架的演配備；車身糠的動靜剛度膛、強度、壽館命評價和車腳身固有頻率驅(qū)；駕駛室通晴風(fēng)、隔熱、冒噪聲；車身倡外流場特性回、發(fā)動機艙竊的氣流和熱輪交換；主動誰安全性與被束動安全性水勝平等。拍殖大總成或乎者大的子系圍統(tǒng)餡汽車通常劃誕分為4大系繼統(tǒng)：車身、躁底盤、發(fā)動滲機、電子電從器系統(tǒng)。整置車分析確定炭的參數(shù)，分銀解到各個總講成后，需要艷對各總成進居行CAE分泊析，以確定守這些參數(shù)可輩以在各總成縱實現(xiàn)?；焓哿悴考统ㄐ】偝伤瓦@部分主要內(nèi)是對零部件配（子總成）動做CAE分圣析，如車門繼、車門密封孫條、發(fā)動機忽缸體、懸架芳、面板、曲悄軸活塞、進聚排氣系統(tǒng)、鼓輪胎、輪轂月等，以確定材它們的力學(xué)啟特性是否符暮合總體設(shè)計閃要求，或者前優(yōu)化以進一覆步改進初始針設(shè)計?？嗤ㄟ^對這些濟關(guān)鍵部分的非CAE仿真類分析，可以卸在概念設(shè)計歐階段就把握萍好產(chǎn)品各個大方面的性能修，排除問題余。這對于汽渴車行業(yè)來說秋極為重要，缺因為問題發(fā)挖現(xiàn)越早，解鳥決問題的代什價就越低。召2.5迎CAE與C基AD\CA棉M杯CAD是C蠅AE和CA環(huán)M的基礎(chǔ)。細在CAE中英無論是單個輪零件、還是賓整機的有限化元分析及機匙構(gòu)的運動分企析，都需要匪CAD為其傷造型、裝配爪；在CAM庸中，則需要太CAD進行申曲面設(shè)計、氧復(fù)雜零件造釀型和模具設(shè)扁計。在CA舌D中對零件睜及部件所做那的任何改變彈，都會在C師AE和CA層M中有所反統(tǒng)應(yīng)。CAD擔(dān)/CAM技孩術(shù)是實現(xiàn)創(chuàng)潤新的關(guān)鍵手濤段，而CA就E技術(shù)就是蛛實現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)構(gòu)計的最主要將技術(shù)保障。講杠目前眾多的薯設(shè)計單位將腹“秩CAD增”悟與村“沖CAE分析是”柄截然分開，叨由不同的人尋或部門來完旦成設(shè)計與分碎析工作，存惠在工作和數(shù)金據(jù)交接、結(jié)料果等待和評苗判等過程，麻造成了整個纖設(shè)計流程的飼不暢通。事趙實上，在理齊想的現(xiàn)代設(shè)笛計過程中，齊CAE應(yīng)該謠融入產(chǎn)品設(shè)椅計的各個階烤段和環(huán)節(jié)，綿實現(xiàn)設(shè)計分叛析一體化。蓄3CA灣E在汽車設(shè)闊計制造中的零應(yīng)用滿3.1汽車飾結(jié)構(gòu)強度分齊析牢玩猛汽車結(jié)構(gòu)強躲度是保證汽糟車安全性、皆可靠性的重眨要指標(biāo)。因漠此汽車結(jié)構(gòu)依強度分析也送是CAE技壇術(shù)在汽車工戒程中應(yīng)用最然廣泛的方面素。汽車結(jié)構(gòu)塑強度分析一地般都是應(yīng)用寶有限元法對核汽車的結(jié)構(gòu)火進行數(shù)值計罪算。由于汽溉車是一個非寺常復(fù)雜的結(jié)虜構(gòu)。大多數(shù)殃的分析計算耕都是針對汽這車的某些重府要的部件或供總成（例如毒車架、懸架嶺、傳動系等提）。進行分恩析的內(nèi)容主架要包括靜力驢分析、特征灘值分析以及塔瞬態(tài)動力分奪析。齡及哈通過靜力分鋒析可以得到地結(jié)構(gòu)的應(yīng)力燃、位移分布魔情況。通過略這些分布情獎況可以判斷堪結(jié)構(gòu)在工作油載荷作用下造是否安全、折可靠、結(jié)構(gòu)熱的哪些部位抗會產(chǎn)生應(yīng)力雹集中、哪些注部位強度不雹夠。以便對滾結(jié)構(gòu)進行改斯進設(shè)計。祝冰燈凝通過特征值雙分析可以求普得結(jié)構(gòu)的固氣有頻率以及商相應(yīng)的振型難。根據(jù)固有牢頻率和陣型膀，可以幫助濫設(shè)計人員分惱析、查找引辮起結(jié)構(gòu)振動吳的原因、并備進而通過改轟進結(jié)構(gòu)、避鑰免發(fā)生共振松。絹排錦通過瞬態(tài)動行力分析可以界計算汽車結(jié)姨構(gòu)在動載荷汽作用下的應(yīng)踢力、位移等拴物理量的影偷響情況。例法如汽車在以妄一定速度通賣過顛簸不平適的道路時的滔應(yīng)力、位移冤；汽車在受個到?jīng)_擊載荷擠作用是的應(yīng)喉力、位移以走及這些量隨軟時間和載荷拐變化的情況群。歷3.2車毫身覆蓋件成擔(dān)型過程的計沈算機仿真房汽車覆蓋件綢主要是指覆嫁蓋汽車發(fā)動雀機、底部、法駕駛室和車喘身的用金屬絨薄板沖壓成關(guān)的表面零件酷和內(nèi)部零件預(yù)。與一般沖爛壓件相比，輛形狀復(fù)雜（炸多為空間曲趴面），外輪質(zhì)廓尺寸大，貌材料相對厚疊度小，表面稠質(zhì)量要求高免。工藝和模候具設(shè)計流程材可以歸納為挨：（1）收傷集工藝和模與具設(shè)計必需鋸的原始產(chǎn)品及資料；（2研）產(chǎn)品可成戒形性分析；堂（3）岔確定合理的幣工藝方案、絕工序數(shù)和順辣序；灑（4）乞建立工序件亡模型；潛（5）新工藝缺陷的積預(yù)測和工藝臨方案的優(yōu)化孩；炒（6）矩確定模具工德作型面、壓暫邊力、毛坯洞形狀和沖模誠行程等幾何古和工藝參數(shù)塑，并選擇合以適的壓力機旅和模具結(jié)構(gòu)志；襪（7）凡編寫工藝文蛇件；孟（8）聯(lián)模具可制造暗性評估；斃（9）也模具結(jié)構(gòu)詳肚細設(shè)計。覆司蓋件工藝和根模具設(shè)計的泊復(fù)雜性決定效了上述流程押是一個多次極反復(fù)、不斷撐完善的過程祖。實踐證明條，采用先進辮的CAD費/CAE寫/CAM熔技術(shù)可以膠提高設(shè)計的賽效率和質(zhì)量士，縮短開發(fā)漆的周期，減罪少開發(fā)的成界本。固側(cè)CAE技決術(shù)在汽車翼汁子板拉延模業(yè)具設(shè)計中的冰應(yīng)用突薄板沖壓成憶型在汽車制傷造中是一種放十分重要的處制造技術(shù)。產(chǎn)汽車覆蓋件錢大都采用薄宴板沖壓而成遞,其模具制庭造周期影響虎汽車的制造制成本以及新互產(chǎn)品開發(fā)的村周期。目前工，國外汽車測界提出了3準(zhǔn)R戰(zhàn)略，即仁：縮短產(chǎn)品螺的市場化周豬期、降低產(chǎn)階品開發(fā)費用膏和減輕汽車創(chuàng)的質(zhì)量，其聚中一個重要賭環(huán)節(jié)就是降棕低車身覆蓋浙件模具的制河造費用和減鉛少生產(chǎn)周期掘。飽沖壓工藝與渡模具設(shè)計是匪薄板沖壓成環(huán)型技術(shù)的關(guān)日鍵，由于沖校壓成型過程尺是一個非常仔復(fù)雜的物理溉過程，涉及級力學(xué)中的三應(yīng)大非線性問罰題。惑①鐵幾何非線性令(沖壓中板專料產(chǎn)生大位蘆移、大轉(zhuǎn)動暈和大變形)盈；混②啟物理非線性淋(又稱材料縮非線性，指成材料在沖壓瘦中產(chǎn)生的彈萍塑性變形)豆；畏③壓邊界非線性藥(指模具與下板料產(chǎn)生的齡接觸摩擦引腥起的非線性弓關(guān)系)。這柜些非線性的難綜合，加上者不規(guī)則的工棍件形狀，使請得沖壓成型初過程的計算拋相當(dāng)復(fù)雜，產(chǎn)是傳統(tǒng)方法府無法解決的傭。傳統(tǒng)的模浙具與工藝設(shè)捐計只能以許辰多簡化和假滿設(shè)為基礎(chǔ)進帳行初步設(shè)計覽計算，然后丑大量地依靠惡經(jīng)驗與反復(fù)拘試模、修模顆來保證零件消的品質(zhì)。這猜樣的方法用獨于象汽車覆愈蓋件一類的冊要求精度高票、成型性好鑼的大型復(fù)雜狀零件的工藝猶與模具設(shè)計杜，不僅時間殘長、費用高饅，還往往難引以保證零件天的品質(zhì)。隨須著非線性理轟論、有限元種方法和計算溝機軟硬件的閉迅速發(fā)展，罩薄板沖壓成扇型的計算機播仿真技術(shù)日嘗漸成熟，并胡在沖壓工藝支與模具設(shè)計匹中發(fā)揮越來昏越大的作用對。沖壓成型宿過程的計算爐機仿真實質(zhì)探上是利用數(shù)豎字模擬技術(shù)蜓，分析給定增模具與工藝手條件的所沖窩壓的板料變天形的全過程筋，從而判斷術(shù)模具和工藝強方案的合理多性。每次仿籌真就相當(dāng)于共一次試模過碗程。因此成籠熟的仿真技桑術(shù)不僅可以喚減少試模次愛數(shù)，在一定亡條件下還可丈使模具和工盟藝設(shè)計一次淘合格從而避丹免修模。這執(zhí)就可大大縮零短新產(chǎn)品開萌發(fā)周期，降振低開發(fā)成本測，提高產(chǎn)品匙品質(zhì)和市場殺競爭力。啊壺榮板料成型過巨程的顯式有癥限元計算夏板料成型的淺CAE軟件勞是基于彈塑猜性有限變形真理論開發(fā)的譯，根據(jù)算法姻的不同分為雙顯式和隱式粘兩大類，它昨們各有優(yōu)缺鼠點。文中C浴ADEM軟拔件是采用顯急式算法。采資用4節(jié)點殼襖單元在每個容單元的中面董定義隨動坐杰標(biāo)系如下。SS12te4t3衫圖長3倡-1隨動蜓坐標(biāo)系趨式中rij強=rj-r堅i,ri為趟節(jié)點i的位抹置矢量，如控圖途3云-1所示。半該坐標(biāo)系與梨單元一起運涌動，所有物非理量在隨動訊坐標(biāo)系中定鹽義。經(jīng)等參倡插值，得單悔元中的速度浙為董樓v=NTv途i油扇財肝績醒隔檔巡(閉3傻-1)傻式中vi為夕節(jié)點速度矢呼量；N為插君值函數(shù)，可鞠表達為聚N魯(ξ,η)繪=Δ+燥xbx椒+佛yby秤+ξηγ膊手座維蘆陳遠(熊3王-2)剖Δ足=步14A失[s-(s吩TX)bｘ掠-(sTY塘)by]局蒙控鏈游滑(3型-3)糟bx=悔14A焰[(ψTY旗)ξ-(ξ運T舒Y)η]衡置繼猴魯尚端(蝴3服-4)倡by=賢14A剖[(ψTX價)ξ+(ζ媽TX)η]弄姜面誘感升打(視3鋸-5)義A=鵲14A絨[(ζTX更)(ψTY蠢)-族(ζTY)準(zhǔn)(ψTX)緩]雞扭沃紫底(娛3糖-6)網(wǎng)γ象=14[h駐-(hTX鍛)bx-(用hTY)爸by]她夫湖賭碌旁歷(寇3頓-7)扁式中劣ζ篩T=[-1吊,1,1,嚼-1]但ψ攔T=[-1羊,-1,1案,1]什ＳＴ=[1其,1,1,椅1],ｈＴ少=[1,-捷1,1,-貫1]獨式中X、Y鉆為節(jié)點坐標(biāo)贏矢量，速度膠梯度為跨層v=BV農(nóng)注異涉因堡貼灌在(薦3租-8)尿板料成型系墻統(tǒng)必須滿足牌HuWa龍shizu咳變分原理，扣經(jīng)簡化得件δ械UT(勿∫Ω揭BT污σ進d峽Ω缺+M植¨碌U-FEx蒸t-Fc)傾+段δ∫Ω∑騙T(B-B括)vd竄Ω米=0剃晨圣蠅抹寫(3宿-9)語式中Fex葵t為外力矢萬量，F(xiàn)c為震接觸力矢量繳,M為質(zhì)量另矩陣，涌σ貝為Cauc墨hy應(yīng)力張?zhí)幜?，公∑層為假定的?yīng)輩力場，B為燒應(yīng)變-位移遍矩陣，B道為假定應(yīng)變畜場的應(yīng)變-梁位移矩陣,著U為節(jié)點偏速度矢量，聲¨我U為節(jié)點加即速度矢量，聚Ω鍋為邊界域。匠選擇應(yīng)力場虜∑康滿足項∫Ω∑慘Ｔ(B-B攤)徑vd右Ω厭=0照自供凡蒜古(3狼-10)屯則控制方程熔為占M桂¨恒U=Fex慘t+Fc-廟Fint宣享鍵槐弟療起(3衫-11)網(wǎng)式中內(nèi)力為余弊袋Fint=哀∫Ω糊BT被σ狂d商Ω湖酒殊嶄瘡縫(3攜-12)途在顯式算法務(wù)中，式(疫3-斬13)求解許如下踐Un=M-桂1灣n作(Fext歪n+Fcn炮-Fin辰tn)案酸偏陪怖(3調(diào)-13)塑Un+12俱=Un-巾12+Δt滑?¨U根n所礦猜材蔬類(裳3碎-14)國Un倉+1=Un晌+Δt?江Un+12產(chǎn)粒曬茶哈飛炊纖倦(絹3圖-15)診確定對角質(zhì)天量矩陣Mn立后無須求解祥聯(lián)立方程組蓮，即可由式電(3圍-13)得隨到n時刻的紫加速度對¨吳Un，再由京式景(3浙-14)、企式央(3掛-15)得胃n+1時刻委的位移矢量托Un+1。噴接觸搜尋采慣用級域法，耽它是針對多兄物體接觸體餃系提出的，傷避免了主從亮面法處理多壽物體接觸的腳不便，并提花高接觸搜尋泛效率。接觸箭力用防御節(jié)花點法計算，錯防御節(jié)點法笛是一種既能臉精確計算接染觸力，又能載避免求解聯(lián)易方方程組的貢算法。在防體御節(jié)點法中繁，每個接觸描對中都增加狼了一個虛擬綢的接觸節(jié)點態(tài)即防御節(jié)點產(chǎn)。盡管它是坐虛擬節(jié)點，壟但它具有一務(wù)個普通有限牌元節(jié)點具有勤的所有屬性兵，如速度、碧加速度和力給等。民板料與模具峽間的摩擦力咽采用非經(jīng)典月的非線性摩借擦定律計算受，彌補了庫腔侖摩擦定律藏沒有考慮摩臭擦力與相對倡滑移量之間加關(guān)系的不足扯。蹤翼子板屬于對汽車外覆蓋賭件，要經(jīng)過嘩拉延、修邊劉沖孔、整形伴、翻邊等工范序。由于外謹(jǐn)覆蓋件對幾費何精度、強增度、表面光率潔度要求較蘭高，所以在介全套模具設(shè)農(nóng)計中拉延工鮮序最為重要方，也是難度驗最大的。工港藝設(shè)計不當(dāng)馬常常會產(chǎn)生慘拉裂、起皺劃等缺陷，給側(cè)模具調(diào)試造辱成較大的難起度。應(yīng)用仿識真軟件CA排DEM可以捷模擬板料成框型的全過程社，及時預(yù)測匪可能出現(xiàn)的冊拉裂、起皺抖缺陷，為完碰善模面設(shè)計繁方案或修模插提供依據(jù)。慢浙初始拉延拋工藝設(shè)計企圖閑3跡-2型面房幾何模型件初始型面設(shè)寶計主要依靠甲工藝設(shè)計人包員的經(jīng)驗完裳成。如圖衫3啞-2是用U提G軟件完成傲的幾何模型待，它包括產(chǎn)衫品面、補充吩面、壓料面飾和拉延筋。衛(wèi)產(chǎn)品面是由歲零件的幾何哪形狀所決定斑的；補充面熊、壓料面和挨拉延筋則是閉為使產(chǎn)品面細達到成型要賭求而需增加折的。因此設(shè)慮計合理的補皺充面、壓料授面和拉延筋乘是獲得高品互質(zhì)產(chǎn)品的關(guān)氏鍵，工藝設(shè)集計中通常主濁要考慮以下皮幾方面。哀壓料面：洞拉延深度的斑大小在很大設(shè)程度上決定結(jié)了產(chǎn)品的成棄型性。對于士外覆蓋件來區(qū)說，衡量成梯型性好壞，愿不僅要看產(chǎn)腹品部分是否皇有充分的塑希性變形，而枯且要看變形傻的分布是否狀均勻。成型爬性越好，則端產(chǎn)品件剛性侍越好，且回理彈小，有利箭于后序整形祥獲得精度較盛高的產(chǎn)品零投件。壓料面寨的位置是根模據(jù)適當(dāng)?shù)睦昭由疃却_定沙的。初步計饒算翼子板的帥拉延深度為緒50～70煮mm?；匮a充面會：柄做補充面前婆要去掉產(chǎn)品昌面中的翻邊泊部分灶，罰如有后序整爸形遍，鑼可以適當(dāng)放寬大產(chǎn)因品部分的圓航角和降低補批充面的斜度旅。氣補充面是指舉從產(chǎn)品面邊底緣延伸出來達到壓料面的穿過渡面寇，費補充面的設(shè)旬計要使拉延業(yè)面盡可能圓更滑量，蝦有利于材料參的流動。有俗時為了改善隸材料的流動宵狀況而增加部一些突起等帽結(jié)構(gòu)。錯凹模圓角：怨依據(jù)經(jīng)驗初崇步設(shè)計凹模水圓角半徑為優(yōu)10mm。脹拉延筋：拉訪延筋是用來撒控制和改善糾材料流動狀晉況的。初步辜設(shè)計拉延筋戴圓角半徑為浮6mm騰，筋高押5mm。為吉保證成型件丟的成型性，叉并便于調(diào)整簡，采用雙拉碑延筋。因為貼翼子板是外撒覆蓋件，對稈產(chǎn)品的表面悠質(zhì)量要求很刷高，布置拉互延筋的位置賓時，要避免瀉產(chǎn)品部分出登現(xiàn)嚙痕線。敏蘋計算機仿置真廁仿真軟件C螺ADEM采虧用的是等效他拉延筋模型先，這對于修島改工藝參數(shù)貢是有利的。塞因為修改拉綠延筋的形狀膏和尺寸，是豪修模的主要方手段之一。敘在初始型面伸數(shù)模中可以緩不畫出拉延柜筋，通過仿逐真計算確定槍合理的拉延閣筋的尺寸和誕位置后，再蠢在幾何模型掛中增加拉延盼筋供加工。仿圖兩3對-3為凹模膝的有限元模鋪型，凸模、晶壓邊圈的有伐限元模型是太由凹模型面培上相應(yīng)的部包分偏置板料乳厚度的11暈0%派生而受成。洽按初設(shè)工藝金條件進行仿著真計算，板宮料厚度0.賴8mm，材期料為日本標(biāo)趟準(zhǔn)的SPC捧E，摩擦系訊數(shù)取0.1值2，計算結(jié)梁果如圖恢3鼻-4所示。彎從圖中可以攔看出翼子板瓣整體成型性蹦比較好，只如是角部顏色搭較深處會拉蘭裂。謊圖分3置-3凹模有刺限元模型萌圖配3解-4初始劑工藝條件的樂仿真結(jié)果當(dāng)躺工藝改進拘為消除翼子浴板角部可能煤出現(xiàn)的拉裂叢現(xiàn)象，采取貼如下改進措份施。墨（1）史將拉裂的角臘上部圓角稍武稍加大。該努圓角為非產(chǎn)遵品部分，且茄還有后序整莖形，這一改久動不會影響緊產(chǎn)品的最終態(tài)尺寸要求。偶（2）塊將角部的凹土模圓角加大荒至R倍12具mm積，以利于角泥部材料向里政流動。挽（3）醫(yī)將角部附近僚的拉延筋高駝度降低，減黨少材料向里塑流動的阻力掙。至（4）孫可以適當(dāng)修室改坯料的形扣狀，將坯料月拉裂處的角核部尖角剪去徒，也可改善標(biāo)材料的流動啊狀況。宮圖雅3叔-5為工藝?yán)涓倪M后的仿吃真結(jié)果，拉端裂現(xiàn)象得到玩有效消除。條圖挎3斷-6為實際境沖壓結(jié)果，乞可以看出與媽仿真結(jié)果非佳常一致。蜂圖歉3陷-5工藝白改進后的仿少真結(jié)果句圖油3挨-6工藝露改進后實際革沖壓結(jié)果蓄3.3汽晨車碰撞安全忽性分析大隨著汽車的乘保有量的增趟長，道路交腰通事故已成似為世界性的邪社會問題。脂百余年來，帥全世界死于笛車禍的人數(shù)就已達400睬0多萬，而蝴且每年仍以呢超過40多冊萬人的速度棵遞增。建國牢以來，我國恐共發(fā)生交通竭事故500泥多萬起，死善亡100余扎萬人，直接傅經(jīng)濟損失達布100多億晉元。我國現(xiàn)牛有汽165親0多萬輛，境每年以超過暑180萬輛暑的速度遞增此，交通事故梁數(shù)量和萬車?yán)仕劳鋈藬?shù)均污居世界首位佩，是世界上科交通事故最翅嚴(yán)重的國家慕。而且從近筒幾年的統(tǒng)計劫數(shù)字來看，蝴全國交通事蔥故呈大幅上儉升趨勢，作燦為交通事故息客觀因素中上的一個重要磨內(nèi)容驢——顫汽車安全性吧，已成為我吩國汽車工業(yè)批可持續(xù)發(fā)展宜的一個重要督影響因素。抽因此，對汽撇車碰撞安全保性分析至關(guān)如重要。近汽車安全性級可以分為主梢動安全性、矩被動安全性筐、事后安全砌性和車外安高全性等幾個因方面。主動昆安全性是指攪汽車預(yù)防或向回避事故的笛性能，主要降包括制動性裳能、操縱穩(wěn)敞定性能、燈嚴(yán)光和視野等之；被動安全劑性是指汽車鋤減輕事故過躬程中對乘員醫(yī)傷害的性能究，主要包括誘車身結(jié)構(gòu)、橡座椅、安全星帶、氣囊、臨安全玻璃、既方向柱、車陜頂和車門強蜜度、內(nèi)飾件輝緩沖性能等田；事后安全查性主要是指柄防止火災(zāi)性左能和緊急脫談出性能；車巡外安全性主存要是指對行洽人的保護。輩早在20世雄紀(jì)30年代薯，美國通用纖汽車公司就害開始進行翻紡車和固定壁段碰撞試驗。響到了50年產(chǎn)代中期，各鋼國汽車行業(yè)奶普遍開展了次碰撞試驗，旁提出了二次壟碰撞的概念壞，在歐洲首墊先使用了安爸全腰帶。6品0年代，隨廈著公路交通麻事故的上升太，汽車安全賣性，尤其是秀被動安全性藏成為人們注悄目的問題。叫70年代，輩汽車安全氣賞囊在美國首珍次推出；大駁眾公司在其究高級轎車上斷第一個采用益了被動式安悼全帶。80怪年代后期，辟側(cè)面安全氣疤囊被普遍采鐵用。90年鏈代以來，在拘政府法規(guī)要海求和用戶需盟要的推動下逐，車輛被動繼安全技術(shù)要啊求越來越高噸，車輛安全況性已成為汽擠車發(fā)展三大衛(wèi)方向趕——尸安全、環(huán)保幸、節(jié)能中最滋首要的方向須。報被動安全性咱是指汽車碰立撞安全性，道當(dāng)發(fā)生交通使事故時，被式動安全系統(tǒng)星應(yīng)為車內(nèi)乘斥員提供盡可晨能多的保護船，它是汽車擔(dān)安全性研究防中最重要的粗課題。因為匠大量數(shù)據(jù)表跳明，95漲%以上的事欣故是由于人晚和環(huán)境因素琴共同造成的退，主動安全罪性再好，也粥只能避免5分%的事故。枝所以，從6票0年代末開瞎始，汽車被峰動安全性就夸一直是人們搭研究的熱點莊。該項研究魄主要包括四交個方面的內(nèi)挽容：車身結(jié)蘆構(gòu)抗撞性研輕究；碰撞生飾物力學(xué)研究泳；乘員約束盤系統(tǒng)和內(nèi)飾印件的開發(fā)研煎究；碰撞安辨全性試驗。林研究的目的聯(lián)就是設(shè)計出撿更好的被動準(zhǔn)安全裝置。敲這包括兩方打面的內(nèi)容：秋安全車身結(jié)破構(gòu)和乘員保帶護裝置（安菌全帶、頭枕繁、氣囊等）紋。被動安全繡性研究，歐擠美起步最早萄，始于60歇年代末，剛狠開始時采用險的方法就是皆進行實車碰義撞試驗，然故后根據(jù)對結(jié)妹果的分析研蟻究，改進設(shè)詞計。因此產(chǎn)瞎品開發(fā)周期權(quán)很長，費時銷費力。其后脂發(fā)展了主要輕針對零部件討的臺車試驗扔和試驗臺沖械擊試驗等模滅擬碰撞技術(shù)卻，成本低，垃可重復(fù)操作濃，研究周期顆較短。到了隔70～80吩年代，出現(xiàn)錄了計算機仿俱真技術(shù)，采配用虛擬模型農(nóng)代替實際模浸型，利用計聲算機進行分百析計算得出懸安全結(jié)論，少已經(jīng)成為汽甩車安全技術(shù)幕發(fā)展的一個哀重要方向。宏現(xiàn)階段，汽沒車被動安全橋技術(shù)已日趨種成熟，但是赤還存在著一雹些技術(shù)難題莫。首先是仿族真模型誤差任的制約。這炒是因為，一陳方面目前仿怨真技術(shù)的精徹度已足夠高知，只要模型濫比較接近實問際，那么仿言真計算出的權(quán)結(jié)果與試驗增值之間的誤陣差就不會大找于10%；堅另一方面，濫現(xiàn)在還找不上出針對仿真恩模型誤差的烏有效控制手艇段。例如，孫車架中大量周的彎折薄板路結(jié)構(gòu)使得車郊身任意部位碧的截面幾何摩形狀過于復(fù)虎雜，同時大述量使用變截挨面曲梁，以藝及梁與薄殼軋之間的連接陵較為復(fù)雜，敢使載荷傳遞巡路徑很難確岸定。由于車?yán)p身的這些構(gòu)協(xié)造特點，使收建模難度大原增。有數(shù)據(jù)改表明，若因區(qū)連接剛性不裙匹配而出現(xiàn)合局部柔性問億題，但在建拒模時卻被假填定為剛性連雄接，那么仿袖真計算得到胳的構(gòu)件位移礙僅為實測值氧的一半。其栽次，高精度遙的人體有限艙元模型使得惑汽車碰撞系處統(tǒng)中有限元去的數(shù)目激增洗，造成仿真泉計算量過大匯，而這正是盞有限元仿真店技術(shù)無法避清免的問題。肯再次，人體汪耐沖擊閾值雨如何準(zhǔn)確評蜓判，缺乏統(tǒng)瞧一的認識。嗓目前廣泛采齡用的兩個指款標(biāo)分別是人筆體損傷嚴(yán)重創(chuàng)性指標(biāo)SI察（Seve墊rity懶Index鋼）和頭部傷撕害指標(biāo)H裹IC（He瀉adIn世jury酸Crite癢rion）坦。雖然這方貨面的研究正呢在不斷的深之入，但是采怒取一個什么許樣的基準(zhǔn)仍連是世界性的葡難題。最后數(shù)，乘員保護等系統(tǒng)的負面綿效應(yīng)問題。呈乘員保護系顯統(tǒng)的作用實猾際是吸收二浪次碰撞的能題量，大量的劣實踐表明，傭安全氣囊、墓安全帶和頭橋枕等安全設(shè)帖備可以大幅關(guān)減輕乘員受霜傷害的程度膀，降低死亡塞率，但是它交們的負面效膨應(yīng)卻容易被杰忽視。如安隔全帶對人體始的傷害問題奉；正面安全碎氣囊對乘員智臉部的擦傷雷問題；側(cè)面素安全氣囊因上安裝、展開殲空間小，展罰開時間短（予正面氣囊用屬15～30磚ms感受材碰撞，大約鞋40ms鴨給氣囊充氣務(wù)；而側(cè)面氣謙囊的反應(yīng)時艙間僅為4～靠5ms，然最多也不超雅過10m固s，氣袋近盤距離快速膨精脹（氣袋展臉開時的擊出晌速度可達2簽50km命/h以上晃），容易對俗乘員造成擊債傷。因此按貝正常乘坐位雀置裝備的保勺護系統(tǒng)對于謙處于非正常澤乘坐位置的楚乘員如兒童叼，會造成較冊為嚴(yán)重的傷椒害。國外就品有因側(cè)面安漸全氣囊擊出鬼而致兒童乘擦員死亡事例晴的報道。為縱此建議:對躺安全帶的改去進可以在胸釣部的織帶上炮裝一個小氣炊囊，或者提晶高安全帶的么吸能性；研長制各種安全塘帶預(yù)緊裝置猶。值得一提欲的是，對于脫乘員保護系新統(tǒng)的研制應(yīng)熟該從整體出輪發(fā)，不僅要骨增加乘員的避保護部位；螺優(yōu)化氣囊充反氣率、點火病時間；探討摟碰撞時轉(zhuǎn)向迅柱、座椅、衛(wèi)頭枕及安全摩帶等各自滿脂足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)噸的最佳結(jié)構(gòu)詢和力薄—酬變形特性等料的研究；還腦要解決好各挖部件碰撞特宰性的協(xié)調(diào)與俯互補，并使班乘員保護走杏向智能化。碌如增加設(shè)計桂乘員行為自骨動監(jiān)視系統(tǒng)宴，由位置傳陶感器探測駕映車者在座椅級上的位置，獻從而判斷出迫駕車者是否看在打盹，然苗后進一步通亮過聲、光、謀電等信號或奇者控制座椅昏震動，向開厭車者發(fā)出警練告。而對于枯兒童乘員的裹保護，一方總面可以考慮改在儀表板上極安裝乘員側(cè)民氣囊控制開愈關(guān)，當(dāng)有兒柄童乘員時，掠將氣囊關(guān)掉蝕；另一方面以，應(yīng)考慮裝在備專用的兒立童約束系統(tǒng)赤。掃一般來說，佳汽車安全規(guī)稻范系統(tǒng)可分醉為兩類：一炒類是國家頒勵布的汽車安者全技術(shù)法規(guī)布，如美國的書FMVSS潛（Fede鑄ralM崖otor央Vehic渾leSa湊fety督Stand述ards）情這是每一輛得在用汽車必救須達到的規(guī)乒定。另一類培是汽車安全曬星級評定標(biāo)霜準(zhǔn)，如新車死評估組織N討CAP（N唱ewCa母rAss層essme續(xù)ntPr接ogram敲）的評定標(biāo)針準(zhǔn)，其目的妄是向客戶提轟供對每一車恰型相對安全盯的水平等級擾。最早建立炮汽車安全法保規(guī)的是歐洲儲。50年代給初，一些歐獎洲國家就建托立了自己的傅標(biāo)準(zhǔn)。19爬58年，歐爬洲出現(xiàn)了第袋一部統(tǒng)一的槳汽車安全法加規(guī)標(biāo)準(zhǔn)（E領(lǐng)CE）。美挪國在196島6年由國家歲道路交通安燦全管理局（嘗NHTSA璃）頒布了第她一部FMV自SS法案。膏世界上其他章國家的汽車劃安全標(biāo)準(zhǔn)基衰本上都是仿耽照歐洲或者付美國的標(biāo)準(zhǔn)倡而建立起來付的。我國的厚汽車強制性針標(biāo)準(zhǔn)體系主購要是參照美繳國此類法規(guī)刊體系制定的異，并且自9壤5年下半年絮起，對汽車趙新產(chǎn)品除要偉求進行原有勝的定型試驗州外，增加了張汽車安全、牛環(huán)保和節(jié)能挑方面的標(biāo)準(zhǔn)私，即強制性竭標(biāo)準(zhǔn)的檢測述。強制性標(biāo)期準(zhǔn)從最初的費12項，逐礦步增加到2瓶5項和34晃項，到目前塞為止已上升塊為40項。系在95年到欲現(xiàn)在分批執(zhí)科行的汽車強扇制性標(biāo)準(zhǔn)檢工測項目中，弱原則上規(guī)定胳到發(fā)布新規(guī)干定通知時，域前一次公布宜實施的項目價必須合格，騰但是考慮到分我國汽車發(fā)示展的實際水護平，對于新猴提出或者增香加的項目中鮮，少數(shù)項目可只要求必須筑進行檢測，孟可以暫時不挎達標(biāo)或限期漲達標(biāo)。如G蘆B1574鋪3-199脊5《轎車側(cè)吩門強度》雖偶已頒布，但倍