汽車仿真技術

《汽車仿真技術》是2021年機械工業出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：汽車仿真技術
• 出版時間：2021年
• 出版社：機械工業出版社
• ISBN：9787111661320

內容簡介

《汽車仿真技術》主要探究了仿真技術在汽車開發中的工程套用，將仿真開發流程與汽車開發流程高度融合，並對在開發流程中所有涉及的仿真技術難題，通過仿真建模、技術最佳化、開發疊代、試驗對標等，實現了技術突破，提煉出了核心技術。這些核心技術經過了工程驗證且進一步抽象出來形成研究成果。本書涵蓋了零部件結構、疲勞壽命、NVH、被動碰撞安全、空氣動力學、操縱穩定性和乘坐舒適性、動力性經濟性仿真和仿真自動化等技術，這些技術經過了多款、多輪車型開發的充分驗證。

圖書目錄

序言

前言

第１章　緒論

1.1　仿真技術發展歷程

1.2　仿真對車企發展的作用

1.2.1　仿真技術在汽車開發中的作用

1.2.2　汽車仿真分析流程的建立

1.2.3　仿真開發階段及節點控制

1.3　建立仿真技術體系

1.3.1　仿真理念

1.3.2　仿真分析體系

1.4　仿真技術架構

參考文獻

第2章　零部件結構有限元仿真分析

2.1　有限元仿真基本理論

2.1.1　有限元技術能夠分析的零部件性能

2.1.2　建立零部件有限元模型的方法

2.1.3　零部件結構性能的分析技術

2.1.4　零部件結構性能“好壞”的判定原則

2.1.5　常用的有限元分析軟體

2.2　有限元建模的技術

2.2.1　有限元分析步驟

2.2.2　扭轉剛度分析

2.3　有限元仿真最佳化技術

2.3.1　靈敏度分析

2.3.2　拓撲最佳化

2.3.3　形貌最佳化

2.4　關鍵工藝仿真分析技術

2.4.1　焊接工藝仿真技術

2.4.2　點焊連線有限元建模技術

2.4.3　基於衝壓映射鈑金件結構性能仿真分析

2.4.4　小結

2.5　關鍵部件仿真分析

2.5.1　白車身結構膠仿真分析

2.5.2　懸架上擺臂仿真分析技術

2.6　未來發展

參考文獻

第3章　疲勞壽命仿真

3.1　疲勞耐久性分析概述

3.2　疲勞壽命仿真分析方法

3.2.1　疲勞壽命分析方法

3.2.2　結構件疲勞壽命分析套用

3.2.3　小結

3.3　基於載荷譜的汽車疲勞壽命仿真分析方法

3.3.1　疲勞載荷譜

3.3.2　基於載荷譜的白車身疲勞分析

3.3.3　某車型發動機艙蓋耐久性能仿真最佳化研究

3.4　載荷譜分析方法

3.4.1　載荷信號的處理和分析

3.4.2　後軸支架疲勞分析精度提升及結構最佳化技術

3.4.3　基於道路載荷譜的備胎架耐久性分析

3.5　非金屬零部件疲勞壽命分析

3.5.1　非金屬結構件分析流程

3.5.2　塑膠背門開閉耐久仿真分析

3.6　疲勞耐久性最佳化方法

3.6.1　等壽命設計的重要意義

3.6.2　感測器支架耐久分析及改進

3.6.3　三角臂耐久性能分析改進

3.7　未來發展

3.7.1　虛擬試驗場技術趨勢

3.7.2　虛擬試驗場技術意義

3.7.3　虛擬試驗場技術主要內容

3.7.4　虛擬載荷結果分析

3.7.5　疲勞耐久仿真自動化

參考文獻

第4章　NVH仿真技術

4.1　整車噪聲產生機理

4.1.1　結構傳播噪聲

4.1.2　氣動噪聲

4.1.3　氣動噪聲的產生機理

4.2　車體結構傳播噪聲仿真與最佳化

4.2.1　聲振耦合結構噪聲

4.2.2　車體板件輻射噪聲

4.2.3　基於MVTF的車體阻尼片最佳化降噪技術

4.2.4　MTF仿真技術在降低板件輻射噪聲中的套用

4.2.5　阻尼片MTF仿真最佳化技術

4.2.6　噪聲聲學包裝技術

4.3　氣動噪聲控制及仿真技術

4.3.1　氣動噪聲的控制技術

4.3.2　路噪仿真技術

4.3.3　風噪仿真技術

4.3.4　模態耦合的制動噪聲分析技術

4.3.5　風窗振動引起的車內轟鳴聲問題分析及整改

4.4　NVH仿真精度提升

4.4.1　聲腔模態仿真精度提升

4.4.2　車體結構噪聲仿真精度提升

4.4.3　聲學包仿真精度提升

4.4.4　進排氣系統傳遞損失仿真精度提升

4.4.5　MATV技術在車內低頻噪聲分析中的套用

4.5　未來發展

4.5.1　NVH仿真精度的提升

4.5.2　仿真快速建模技術

4.5.3　二次開發的大量套用

4.5.4　新能源汽車NVH仿真

4.5.5　NVH仿真提升聲品質

4.5.6　多物理場耦合NVH仿真

4.5.7　NVH仿真虛擬現實體驗技術

參考文獻

 

第5章　汽車碰撞安全仿真

5.1　汽車碰撞仿真研究機理

5.1.1　碰撞仿真機理

5.1.2　被動安全性的發展方向

5.1.3　仿真設計對C-NCAP指標分解分析

5.1.4　行人保護仿真技術

5.2　正面碰撞仿真與試驗對標分析

5.2.1　碰撞模型的建立

5.2.2　正面碰撞仿真與試驗對比（加入失效前）

5.2.3　零部件失效分析

5.2.4　正面碰撞仿真與試驗對比（加入失效後）

5.2.5　小結

5.3　側面和偏置碰撞中的關鍵部件仿真技術

5.3.1　正面40%偏置碰撞制動踏板仿真技術

5.3.2　基於TRIZ理論的車門防撞梁多目標最佳化研究

5.4　基於行人保護的仿真技術

5.4.1　行人保護法規介紹和頭部傷害評價

5.4.2　基於頭部損傷特性的發動機艙理想潰縮空間技術

5.4.3　基於GTR行人頭部保護的某車改進分析

5.4.4　行人保護小腿碰撞分析及最佳化改進

5.4.5　能量控制法對某車行人大腿保護性能改進最佳化

5.4.6　小結

5.5　兒童座椅固定支架仿真設計

5.5.1　現象分析

5.5.2　固定裝置載荷分析

5.5.3　運動姿態分析

5.5.4　最佳化改進及驗證

5.5.5　小結

5.6　汽車追尾仿真技術

5.6.1　某座椅鞭打性能及風險分析

5.6.2　頸部損傷機理及受力特性

5.6.3　受力分析法對座椅性能最佳化改進

5.6.4　小結

5.7　未來發展

參考文獻

第6章　空氣動力學仿真

6.1　空氣動力學技術

6.1.1　空氣動力學產生機理

6.1.2　空氣動力學技術開發方法

6.1.3　空氣動力學分析方法

6.1.4　空氣動力學對汽車造型的影響

6.1.5　空氣動力學的發展

6.2　空氣動力學技術套用

6.2.1　空氣動力學仿真流程

6.2.2　整車風阻仿真技術

6.2.3　後視鏡仿真分析技術

6.2.4　某越野汽車除霜風道CFD分析及結構最佳化

6.2.5　基於CFD分析的汽車側窗風振噪聲研究

6.3　氣動噪聲仿真技術

6.3.1　氣動噪聲基本理論

6.3.2　氣動噪聲的產生機理

6.3.3　風噪

6.3.4　小結

6.4　熱管理仿真技術

6.4.1　熱管理技術現狀

6.4.2　機艙熱害技術分析

6.4.3　3D流場仿真分析

6.4.4　小結

6.5　未來發展

參考文獻

第7章　汽車動力學仿真技術

7.1　汽車多體動力學分析機理

7.1.1　操縱穩定性仿真設計機理

7.1.2　乘坐舒適性仿真設計機理

7.1.3　多體動力學建模機理

7.2　關鍵部件的參數敏感性分析

7.2.1　懸架對操縱穩定性和乘坐舒適性參數敏感性分析

7.2.2　不同懸架的分析結果

7.2.3　DOE的重要意義

7.2.4　典型輪胎動力學模型  

7.2.5　輪胎試驗

7.2.6　輪胎動力學建模技術

7.2.7　小結

7.3　R&H仿真設計基本方法

7.3.1　整車性能目標設定

7.3.2　操縱穩定性指標設定流程

7.3.3　整車模型的建立

7.3.4　K&C性能分析

7.3.5　部件邊界載荷分析

7.3.6　仿真與試驗對標

7.3.7　操控性能目標初步達成

7.4　整車操控性最佳化分析方法

7.4.1　整車性能最佳化流程

7.4.2　整車性能最佳化方法

7.4.3　整車性能最佳化技術

7.5　轉向乾摩擦仿真技術

7.5.1　轉向系統模型

7.5.2　轉向力仿真分析

7.5.3　小結

7.6　數位化路面在整車乘坐舒適性分析中的套用

7.6.1　路譜虛擬疊代流程

7.6.2　路譜虛擬疊代原理

7.6.3　平順性工況道路譜疊代

7.6.4　越野車乘坐舒適性仿真技術

7.6.5　構建數位化路面的方法

7.6.6　數位化路面技術路線

7.6.7　虛擬試驗場仿真精度確定技術

7.6.8　虛擬試驗場技術套用展望

7.6.9　小結

7.7　基於EPS系統性能的汽車轉向愉悅性仿真分析

7.7.1　EPS系統工作機理

7.7.2　EPS系統電動機驅動控制模型

7.7.3　基於EPS系統的整車多領域模型

7.7.4 　轉向愉悅性仿真分析

7.7.5　小結

7.8　動力學在運動件分析中的技術套用

7.8.1　基於衝擊函式接觸算法的汽車車門限位器受力分析

7.8.2　衝擊函式接觸算法

7.8.3　仿真分析結果及試驗對標

7.8.4　傳動軸萬向節相位角最佳化分析

7.8.5　傳動軸萬向節運動分析

7.8.6　仿真分析

7.9　未來發展

7.9.1　支持車輛運動性能設計的駕駛模擬技術

7.9.2　仿真驅動汽車動力學性能的設計

參考文獻

第8章　動力性經濟性仿真分析

8.1　動力性經濟性仿真技術現狀

8.2　動力性經濟性仿真分析機理

8.2.1　燃油汽車仿真機理

8.2.2　電動汽車仿真機理

8.2.3　小結

8.3　典型工況動力性經濟性仿真分析

8.3.1　模型搭建

8.3.2　整車動力性經濟性仿真分析指標

8.3.3　整車動力性經濟性仿真敏感度分析

8.3.4　自動變速器換檔策略標定

8.3.5　雙離合變速器的整車匹配技術

8.3.6　WLTC工況下手動檔換檔點分析技術

8.3.7　整車傳動比最佳化仿真技術

8.3.8　全時四驅技術仿真分析

8.3.9　小結

8.4　能量管理節能及其在新能源汽車中的套用

8.4.1　傳統燃油車整車能量分解模型

8.4.2　純電動汽車動力性經濟性仿真

8.4.3　純電動汽車能量匹配技術

8.5　未來發展

參考文獻

第9章　二次開發

9.1　仿真自動化技術概述

9.2　仿真自動化工具及方式

9.3　“七步法”構建仿真自動化技術

9.4　程式開發的關鍵技術

9.4.1　關鍵技術的介紹

9.4.2　自動化仿真途徑

9.4.3　HyperWorks軟體包二次開發

9.4.4　TCL&TK語言

9.5　仿真自動化的典型技術

9.5.1　CAE仿真概述

9.5.2　多學科聯合仿真自動化技術

9.5.3　多學科聯合仿真實施方案

9.5.4　典型結構件仿真自動化技術

9.6　汽車懸架載荷計算自動化

9.6.1　系統建設內容及具體實施方式

9.6.2　小結

9.7　乘用車車身結構仿真自動化

9.7.1　車身結構自動化仿真技術開發總述

9.7.2　賦予屬性自動化技術開發

9.7.3　白車身關鍵點動剛度、面剛度仿真自動化

9.7.4　車門結構仿真自動化

9.7.5　行李艙蓋結構仿真分析流程自動化設計

9.7.6　外覆件抗凹仿真自動化

9.8　汽車綜合性能仿真自動化技術

9.8.1　整車動力性經濟性高效仿真及選型自動化

9.8.2　汽車懸架K&C仿真自動化

9.8.3　整車操縱穩定性仿真自動化

9.8.4　行人頭部模型對發動機艙自動定位及批量建模

9.9　未來發展

作者簡介

史建鵬，東風汽車集團有限公司前瞻技術研究院院長，享受國務院特殊津貼專家，國家重大研發專項負責人，主要研究領域有CAE仿真技術、氫能及燃料電池開發技術、汽車前瞻技術等。