CAE在汽车设计制造中的应用设计.doc

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1、IIICAE在汽车设计制造中的应用摘要本文介绍了CAE的概念、发展及其研究内容，说明了在设计前期引入CAE技术对于减少设计错误、缩短设计周期、提高产品设计质量的重要意义，并从汽车结构强度分析、车身覆盖件成形过程的计算机仿真、汽车碰撞安全性分析、汽车结构优化设计几个方面讲述了CAE技术在汽车产品设计制造中的应用。关键词：CAE，汽车设计制造，汽车动力学，仿真IIICAEinCarDesignandManufactureABSTRACTTheconceptofCAEanddevelopmentandresearchofCAEisintroducedinthisthesis.Andi

2、tintroducedtheimportanceofusingCAEindesigntoreduceerrors,shortenthedesigncycleandimproveproductdesignquality.Fromthestructuralstrengthofcar,bodypanelsformingprocessofcomputersimulation,vehiclecrashsafetyanalysis,automotivestructuraloptimizationtootherdesignaspects,thisthesisalsointroducedthe

3、useofCAEtechnologyinthedesignandmanufactureofautomotiveproducts.KEYWORDS：CAE，Automotivedesignandmanufacture，VehicleDynamics，SimulationIII目录摘要IABSTRACTII1概述11.1CAE的历史11.2CAE的发展21.2.1CAE在国外的发展21.2.2CAE在国内的发展31.3CAE的发展趋势51.3.1扩大仿真分析的范围51.3.2智能化、人性化51.3.3网络化61.3.4我国CAE技术落后的原因61.3.5CAE今后发展方向及设想62

4、CAE的相关理论82.1CAE的基本概念82.2CAE的基本结构与功能82.2.1CAE分析的三个步骤82.2.2CAE软件的结构与功能92.3CAE的价值102.4CAE的应用分类122.4.1整车122.4.2大总成或者大的子系统122.4.3零部件和小总成122.5CAE与CADCAM133CAE在汽车设计制造中的应用143.1汽车结构强度分析143.2车身覆盖件成型过程的计算机仿真143.2.1CAE技术在汽车翼子板拉延模具设计中的应用143.2.2　板料成型过程的显式有限元计算153.2.3初始拉延工艺设计173.2.4计算机仿真183.2.5工艺改进19III3.

5、3汽车碰撞安全性分析203.4汽车结构优化254总结26致谢27参考文献28III311概述1.1CAE的历史CAE起始于20世纪50年代中期，而真正的CAE软件诞生于70年代初期，直到80年代中期的十多年间，CAE软件是处在独立成长阶段，主要是扩充和完善基本功能、算法和软件结构。1979年美国的SAP5线性结构静、动力分析程序向国内引进移植成功，掀起了应用通用有限元程序来分析计算工程问题的高潮。在国内开发比较成功并拥有较多用户(100家以上)的有限元分析系统有大连理工大学工程力学系的FIFEX95、北京大学力学与科学工程系的SAP84、中国农机科学研究院的MAS5.0和杭州自

6、动化技术研究院的MF—EP4.0等。1985年前后，在可用性、可靠性和计算效率上已经基本成熟的、国际上知名的CAE软件有NASTRAN、ANSYS、ASKA、MARC、ADINA、ABAQUS、MODULEF、DYN-3D等。就软件结构和技术而言，这些CAE软件基本上是用结构化软件设计方法，采用FORTRAN语言开发的结构化软件、其数据管理技术尚存在一定缺陷，它们的运行环境仅限于当时的大型计算机和高档工作站。近15年是CAE软件的商品化发展阶段，CAE开发商为满足市场需求和适应计算机硬、软件技术的迅速发展，在大力推销其软件产品的同时，对软件的功能、性能，特别是用户界面和前、后处

7、理能力，进行大幅度扩充；对软件的内部结果和部分软件模块，特别是数据管理和图形处理部分，进行了重大的改造。新增的软件部分大都采用了面向对象的软件设计方法和C++语言，个别子系统则是完全使用面向对象软件方法开发的软件产品。这就使得目前市场上知名的CAE软件，在功能、性能、可用性和可靠性、以及对运行环境的适应性方面，基本上满足了用户的当前需求，这些CAE软件可以在超级并行机，分不是为集群，大、中、小、微各类计算机和各种操作系统平台上运行。近40年来，CAE技术结合迅速发展中的计算力学、计算数学、相