汽車CAE技術及工程實踐

《汽車CAE技術及工程實踐》是2017年化學工業出版社出版的圖書，作者是周廷美、莫易敏。

基本介紹

• 中文名：《汽車CAE技術及工程實踐》
• 作者：周廷美、莫易敏
• 出版社：化學工業出版社 
• 出版時間：2017年11月
• 頁數：263 頁
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：978-7-122-30065-2

內容簡介

本書系統地介紹了汽車CAE技術及相關的套用軟體，著重介紹了CAE技術在汽車產品設計開發中的套用實例及最新的研究成果，力求全面反映國內外在CAE技術及其套用領域的最新進展。其主要內容包括CAE技術基礎、汽車CAE的部分主流軟體系統及其套用、基於ADAMS的微車後懸架螺栓受力分析、微型汽車發動機艙散熱特性研究與改進設計、基於減少功率損失的微型汽車傳動系統參數最佳化、基於碰撞安全的微車車身輕量化研究、面向正面碰撞的微型汽車前縱梁結構設計等。本書所收集的案例大多經過了試驗驗證，對汽車整車及零部件的設計具有一定的參考價值。

目錄

第1章概述1

1.1CAE技術的基本概念1

1.2CAE技術的國內外研究現狀2

1.3CAE分析過程及模擬仿真步驟3

1.3.1有限元分析3

1.3.2最佳化設計的一般過程4

1.3.3基於虛擬樣機技術的仿真步驟5

1.4CAE分析的研究及發展趨勢6

1.4.1基於知識的CAE分析6

1.4.2協同CAE分析技術7

1.5CAE技術與汽車產品開發10

參考文獻13

第2章CAE技術基礎14

2.1有限單元法14

2.1.1有限單元法的基本思想及基本步驟14

2.1.2有限單元法在汽車工程領域的套用15

2.2多體系統動力學17

2.2.1多體系統動力學建模理論17

2.2.2多體系統動力學的建模與求解19

2.2.3多體系統動力學在汽車工程領域的套用20

2.3最佳化設計20

2.3.1最佳化設計建模20

2.3.2最佳化設計問題的基本解法22

2.3.3CAE分析中的最佳化設計方法23

2.3.4CAE最佳化設計過程24

2.3.5最佳化設計在汽車工程領域的套用26

2.4工程資料庫系統27

2.4.1工程資料庫系統的概念及特點27

2.4.2數據模型28

2.4.3工程資料庫的客戶/伺服器結構29

2.4.4工程資料庫系統的構成方法31

2.5人工智慧32

2.5.1人工智慧的定義32

2.5.2人工智慧的套用領域33

參考文獻36

第3章汽車CAE的部分主流軟體系統及其套用37

3.1ADAMS軟體的功能及套用38

3.2ANSYS軟體的功能及套用39

3.2.1ANSYS軟體介紹39

3.2.2ANSYS軟體的套用40

3.3NASTRAN軟體的功能及套用42

3.3.1NASTRAN軟體介紹42

3.3.2NASTRAN軟體的套用43

3.4SYSNOISE軟體的功能及套用45

3.4.1SYSNOISE軟體介紹45

3.4.2SYSNOISE軟體的套用46

3.5Matlab/Simulink軟體的功能及套用47

3.5.1Matlab/Simulink軟體介紹47

3.5.2Matlab/Simulink軟體的套用48

3.6RecurDyn軟體的功能及套用49

3.6.1RecurDyn軟體介紹49

3.6.2RecurDyn軟體的套用50

3.7ABAQUS軟體的功能及套用51

3.7.1ABAQUS軟體介紹51

3.7.2ABAQUS軟體的套用52

3.8LS-DYNA軟體的功能及套用54

3.8.1LS-DYNA軟體介紹54

3.8.2LS-DYNA軟體的套用55

3.9ADINA軟體的功能及套用57

3.9.1ADINA軟體介紹57

3.9.2ADINA軟體的套用58

3.10ALGOR軟體的功能及套用60

3.10.1ALGOR軟體介紹60

3.10.2ALGOR軟體的套用61

3.11HyperWorks軟體的功能及套用63

3.11.1HyperWorks軟體介紹63

3.11.2HyperWorks軟體的套用65

3.12MSC.Dytran軟體的功能及套用69

3.12.1MSC.Dytran軟體介紹69

3.12.2MSC.Dytran軟體的套用71

3.13MSC.Fatigue軟體的功能及套用73

3.13.1MSC.Fatigue軟體介紹73

3.13.2MSC.Fatigue軟體的套用75

3.14STAR-CD軟體的功能及套用76

3.14.1STAR-CD軟體介紹76

3.14.2STAR-CD軟體的套用77

3.15Fluent軟體的功能及套用80

3.15.1Fluent軟體介紹80

3.15.2Fluent軟體的套用81

參考文獻85

第4章基於ADAMS的微車後懸架螺栓受力分析87

4.1ADAMS的分析流程87

4.2螺旋彈簧非獨立懸架及模型參數確定89

4.2.1螺旋彈簧非獨立懸架的基本結構89

4.2.2模型參數定義90

4.3後懸架模型的建立90

4.3.1導向機構91

4.3.2彈性元件92

4.3.3阻尼元件93

4.3.4部件間的連線94

4.3.5定義通信器95

4.3.6後懸架子系統96

4.3.7輪胎與實驗台架97

4.4模型測試及仿真分析98

4.4.1有限元分析98

4.4.2實驗研究98

4.4.3實驗結果與仿真結果的對比分析100

4.5後懸架螺栓受力分析101

4.5.1輪胎跳動對螺栓受力的影響101

4.5.2外載入荷對螺栓受力的影響102

參考文獻105

第5章微型汽車發動機艙散熱特性研究與改進設計106

5.1發動機艙散熱數學模型106

5.1.1車身模型106

5.1.2發動機艙數學模型106

5.1.3模擬風洞的建立107

5.2格線生成108

5.3物理參數110

5.4邊界條件110

5.4.1計算工況110

5.4.2外部邊界條件111

5.4.3內部邊界條件111

5.5發動機艙內外流場特性分析113

5.5.1外流場特性分析113

5.5.2內流場特性分析116

5.6發動機艙散熱特性分析119

5.7發動機艙進風口設計分析121

5.8發動機艙溫度場分析122

5.9基於前端進氣設計參數最佳化123

5.9.1前端進風口參數對冷卻風氣流的影響123

5.9.2上下進氣格柵進風量比例的改進124

5.9.3上下進氣格柵進風角度的改進125

5.9.4上下進氣格柵之間結構的改進127

5.9.5散熱器兩側加裝導流板128

5.10冷卻系統布置設計最佳化130

5.10.1冷卻系統布置方式改進130

5.10.2散熱器與風扇距離的改進131

5.11發動機艙散熱改進設計效果分析133

5.12發動機艙散熱改進設計實驗驗證134

5.12.1實驗系統組成134

5.12.2改進前後冷卻系統散熱性能對比分析137

5.12.3改進前後發動機艙空間溫度對比分析141

5.12.4改進前後冷卻風風速對比分析143

參考文獻145

第6章基於減少功率損失的微型汽車傳動系統參數最佳化147

6.1微型汽車傳動系統功率損失模型147

6.1.1離合器功率損失模型147

6.1.2攪油功率損失模型148

6.1.3風阻功率損失模型150

6.1.4圓柱齒輪功率損失模型150

6.1.5圓錐齒輪功率損失模型152

6.1.6軸承功率損失模型155

6.1.7油封功率損失模型156

6.2各部件功率損失仿真模型157

6.2.1離合器功率損失仿真模型157

6.2.2變速器功率損失仿真模型157

6.2.3主減速器功率損失仿真模型157

6.2.4差速器功率損失仿真模型157

6.2.5半軸功率損失仿真模型158

6.2.6傳動系統功率損失仿真模型158

6.3微型汽車傳動系統功率損失的試驗研究160

6.3.1微型汽車傳動系統功率損失試驗方案160

6.3.2微型汽車傳動系統功率損失試驗方案實施164

6.4試驗測試結果與仿真結果對比分析165

6.4.1變速箱功率損失試驗測試與仿真結果對比分析165

6.4.2主減速器功率損失試驗測試與仿真結果對比分析166

6.4.3傳動系統功率損失試驗測試與仿真結果對比分析166

6.5基於減少功率損失的傳動系統參數最佳化設計167

6.5.1傳動系統參數對整車性能的影響168

6.5.2參數最佳化設計169

6.5.3最佳化算法的選擇171

6.5.4最佳化仿真及結果分析172

參考文獻176

第7章基於碰撞安全的微車車身輕量化研究178

7.1微車車身結構與輕量化材料178

7.1.1微車車身結構179

7.1.2微車車身輕量化材料選擇180

7.2微車車身模型的創建及工況分析189

7.2.1微車車身有限元模型的建立190

7.2.2微車車身彎曲剛度分析192

7.2.3微車車身扭轉剛度分析195

7.2.4微車車身自由模態分析197

7.3微車車身結構件的輕量化設計200

7.3.1基於靈敏度分析的結構件篩選200

7.3.2微車車身動靜態特性的靈敏度分析202

7.4微車車身模型的多目標最佳化206

7.4.1多目標試驗設計206

7.4.2建立近似數學模型207

7.4.3多目標最佳化計算209

7.5微車車身碰撞性能最佳化及驗證213

7.5.1微車安全碰撞國家標準及工況分析213

7.5.2微車車身輕量化前後正面碰撞性能對比215

7.5.3微車耐撞性結構最佳化及輕量化性能驗證216

參考文獻222

第8章面向正面碰撞的微型汽車前縱梁結構設計224

8.1正面碰撞車身加速度波形目標分解225

8.1.1正面碰撞加速度的等效雙台階梯形波225

8.1.2碰撞波形特徵值對乘員損傷的影響分析228

8.1.3前縱梁設計目標233

8.2前縱梁結構設計方法及試驗驗證235

8.2.1動態落錘試驗235

8.2.2軸向衝擊載荷下帽形截面梁結構壓潰特性分析236

8.2.3前縱梁結構設計方法238

8.3正面碰撞工況下前縱梁多目標最佳化設計246

8.3.1近似模型方法246

8.3.2空間收縮回歸法250

8.3.3正面碰撞台車模型253

8.3.4前縱梁結構多目標最佳化設計256

參考文獻262