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。

汽车工业的CFD分析是借助于计算机将CFD应用于汽车设计的一种方法，已广泛的应用于汽车行业的各个方面，成为设计决策的重要工具。

锋芒科技在汽车领域做了大量的CFD分析工作，有着较深入的应用和丰富的经验，能够提供汽车工业行业全面的CFD解决方案。有限元在线采用ANSA作为前处理软件，使用CFD软件SC/Tetra进行求解和后处理，可以对汽车外形的设计、乘员舱环境、整车热管理等进行热流分析。结合流固耦合平台可以对进排气系统进行流固耦合分析。

♦ 汽车CFD建模

• 模型几何处理、网格生成

• 结构化网格、非结构化网格

• 四面体网格、六面体网格、内六面体网格、多面体网格、O型网格

• 批处理网格和包面网格

• 几何和网格的变形（Morphing）

汽车外流场网格

♦ 汽车外流场CFD分析

• 整车车身空气动力学模拟

• 后视镜空气动力学分析

• 气动外形分析优化

整车外流场分析

后视镜空气动力学分析

♦ 汽车空调系统CFD分析

• 空调风道流场分析

• 除雾除霜分析

• 乘员舱舒适性分析

• 空调系统部件之间的匹配分析

除霜除雾分析

乘员舱舒适性分析

♦ 发动机舱热管理分析

• 一维热管理规划分析

• 三维热管理CFD分析

♦ 汽车内流场机零部件CFD分析

• 催化器优化分析

• 液力变矩分析

• 刹车盘冷却分析

• 油箱液面晃动分析

• 汽车零部件温度场分析

♦ 空气动力学噪声分析

• 后视镜、车窗边柱、雨刷、天线

• 天窗、门、侧窗

• 进气、排气系统

• HVAC送风机、管路、冷却风扇

锋芒科技拥有一支专业的技术团队，可以为您解决工作中上述的分析问题。

欢迎咨询，我们将竭诚为您提供服务和帮助。

1.概述

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。

汽车是由几千个零部件组成的复杂产品， 在研发过程中常涉及到多种多样的力学方面的工程问题，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，新车开发期的费用从占开发成本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。

2. CAE仿真技术在汽车工业的重要作用

1）CAE技术可以在新车型开发之前，模拟零部件乃至整车的性能和状况，避免传统的设计——试制——测试——改进设计——再试制的重复过程，减少人力、财力和物力的消耗而降低开发费用，使汽车产品的大多数问题都可以在设计阶段通过仿真得到解决，从而提高了设计质量和效率，大大缩短产品的开发周期和费用；

2）CAE技术改变了传统设计依靠经验进行定性分析、缺少定量数据的设计方法，利用CAE手段可以使产品减重、性能优化；同时，采用CAE计算能在短时间内进行更多方案的对比，获得较佳乃至最优化的设计从而提高开发质量；还能找到设计问题的真正原因，为设计工程师提供修改方向，减少修改误差，缩短开发周期；

3）CAE技术的应用使得以往设计中的一些经验知识可以量化形式保存，重复利用，同时灵活、方便、快捷的特点使CAE技术能为设计工程师提供大量的仿真试验数据和技术参数，增加企业的经验知识积累，提升汽车工业的设计能力；

4）CAE技术使设计工程师在产品设计阶段对汽车的结构和性能做出预先评估，因而大大降低了新车型的开发风险；同时，利用CAE技术可以大大减少试验的次数和成本，有些乃至可以代替试验。

3. 汽车工业CAE典型问题

►. 整车系统分析

1）CFD分析

♦ CFD分析建模                        ♦ 整车外流场CFD分析

♦ HVAC空调系统CFD分析    ♦ 发动机舱热管理分析

♦ 空气动力学噪声分析

2）碰撞安全性能分析

♦ 碰撞安全分析建模                   ♦ C-NCAP 100％正碰分析

♦ C-NCAP 40％偏置碰分析      ♦ C-NCAP侧碰分析

♦ 追尾碰撞分析                           ♦ 行李位移乘员防护装置性能分析

♦ 行人保护分析

♦ 座椅和安全带安装固定点强度分析（FMVSS 207/210）

♦ 车内头部碰撞（FMVSS 201）         ♦ 前、后保险杠碰撞分析

♦ 侧门碰撞强度分析（FMVSS 214） ♦ 车顶压溃分析（FMVSS 216）

♦ 乘员约束系统匹配及优化（正、偏置、侧）

3）车辆耐久性分析

♦ 车辆耐久性分析建模               ♦ 车身强度刚度分析

♦ 车门强度刚度分析                   ♦ 内外饰件强度刚度分析

♦ 其它闭合件强度刚度分析       ♦ 疲劳耐久性分析

♦ 悬架强度刚度分析

4）车辆NVH性能分析

♦ NVH有限元仿真建模部分      ♦ 车身及附件NVH分析

♦ 零部件NVH分析                       ♦ 整车低频NVH分析

5）车辆动力学性能分析

♦ 悬架K&C分析                            ♦ 整车底盘性能开发

♦ 准静态和疲劳载荷提取计算

►. 车辆零部件CAE分析

1）发动机系统CAE分析

♦ 发动机一维性能分析                     ♦ 发动机三维性能分析

♦ 机构运动学、动力学仿真分析    ♦ 振动噪声分析

♦ 结构强度刚度疲劳分析

2）进排气系统CAE分析

♦ 排气歧管的裂纹分析                     ♦ 进气歧管强度分析

♦ 消声器声固耦合分析

3）传动系CAE分析

♦ 齿轮传动分析                                  ♦ 差速器接触状态分析

♦ 传动系NVH分析                             ♦ 万向节接触分析

4）行驶系CAE分析

♦ 前后桥塑性变形分析                      ♦ 车架多工况分析

♦ 悬架系统安装过程分析                  ♦ 钢板弹簧强度分析

♦ 路面谱激励下的底盘强度分析

5）轮胎分析

♦ 装配及充气分析                              ♦ 轮胎印迹分析

♦ 轮胎稳态滚动分析                          ♦ 充气轮胎的声固耦合分析

♦ 轮胎振动特性分析                          ♦ 轮胎生热分析

♦ 稳态滚动中的轮胎磨损分析          ♦ 轮胎瞬态冲击模拟

6）转向与制动系分析

♦ 制动器静力学分析                          ♦ 刹车盘啸声分析

♦ 盘式制动器刹车过程分析              ♦ 刹车盘热固耦合分析

锋芒科技拥有一支专业的技术团队，可以为您解决工作中上述的分析问题。

欢迎咨询，我们将竭诚为您提供服务和帮助。

汽车的碰撞安全性是汽车设计开发过程中必不可少的环节，车身结构是碰撞安全的基础，设计出具有良好碰撞吸能性能的安全车身是汽车设计的一个主要目标。

汽车的碰撞安全性能最终要经过实车的碰撞试验来检验，但实车试验成本高昂，在设计过程中不可能为验证某一设计的合理性而反复试验。

CAE仿真分析因其可重复性、低费用、方便性等优点成为检验某一设计是否合理的有效方法。

锋芒科技可以提供从概念设计到生产试制的各个阶段，利用CAE分析和工程经验帮助客户找到最优化的碰撞安全性车身结构。我们可以提供包括欧洲、美国、日本的通用法规（正碰、侧碰、后碰、顶压等）、座椅鞭打分析优化、乘员约束系统分析、行人保护分析等。

C-NCAP 100％正碰分析
C-NCAP 40％偏置碰分析
C-NCAP侧碰分析
追尾碰撞分析
行李位移乘员防护装置性能分析
行人保护分析
座椅和安全带安装固定点强度分析（FMVSS 207/210）
车内头部碰撞（FMVSS 201）
前、后保险杠碰撞分析
侧门碰撞强度分析（FMVSS 214）
车顶压溃分析（FMVSS 216）
乘员约束系统匹配及优化（正、偏置、侧）