汽车整车行业常用的CAE仿真分析软件

根据CIMdata对过去5年仿真分析(CAE)市场的统计数据,按营收排名前5的CAE软件供应商依次是ANSYS、MathWorks、Dassault Systemes、Simenens PLM和Altair。除这些厂商提供的各种CAE软件外,按照软服之家2016年10月对CAE软件行业的调查分析,全球面向不同专业领域的CAE软件有超过500款。在如此琳琅满目的CAE软件中,企业如何找到适合于自身业务和价值需要的软件,是一件需要企业用户和软件供应商投入大量精力的事情。软服之家以制造业中具有代表性的汽车整车行业为例,分析汽车整车开发流程中常用到的典型CAE软件,为您的软件选型和应用提供一定的参考。

一、CAE软件在整车开发中的应用

汽车厂商应用CAE软件于整车的开发流程各阶段:

  • 概念阶段:建立汽车的设计目标;
  • 工程化阶段:满足整车开发中的设计目标;
  • 验证阶段:验证整车开发阶段的性能并找出设计不足之处,验证设计和产品的改进。

二、CAE软件在汽车整车开发的各阶段的典型应用场景:

  • 分析前后处理;
  • 流体分析;
  • 动力学分析;
  • NVH分析;
  • 耐久性分析;
  • 汽车防撞性与乘员安全性分析;
  • 优化分析。

三、CAE仿真软件在整车开发各领域应用情况汇总:

工作项 典型软件 供应商 案例及说明
前后处理 HyperMesh Altair 在北美市场和中国市场应用广泛。中国市场90%以上的主机厂使用。
ANSA BETA 欧洲市场应用广泛
VPG ETA 汽车专用前处理
 
流体分析 Fluent ANSYS 通用、福特、戴姆勒克莱斯勒、丰田、本田、日产、法拉利、标致等
Star-CD Siemens PLM 通用、福特、戴姆勒克莱斯勒、丰田、本田、日产、宝马、大众、保时捷等
Acusolve Altair 相对较为小众,福特
Star-CCM+ Siemens PLM 长安汽车
 
多体动力学 MSC.Adams MSC 低频范围内优势明显,福特、丰田、通用、戴姆勒克莱斯勒、本田、日产等
Simpack 达索系统 高频范围内应用逐渐增多,宝马、戴姆勒、本田、捷豹路虎、MAN、维斯塔斯等
Motionsolve Altair 较为小众,Ashok Leyland(印度)、
 
碰撞安全 Ls-Dyna ETA 几乎已成为整车厂的标配
Abaqus 达索系统 宝马
Radioss Altair 较为小众,福特
 
结构耐久性 MSC.Nastran MSC 主流应用软件,通用、福特、BMW、菲亚特等
OptiStruct Altair 兼容MSC.Nastran的关键字
Abaqus 达索系统 结构非线性方面具有明显优势
MSC.Fatigue MSC  
nCode nCode International 能力与MSC.Fatigue几乎相当
 
NVH MSC.Nastran MSC 用户较多
OptiStruct Altair 与MSC.Nastran功能相当,大模型计算速度有优势
 
优化 Tosca 达索系统 与Altair OptiStruct在结构优化方面功能相当
OptiStruct Altair  
Isight 达索系统 DOE多目标优化领域领先

参考知识:

四、CAE软件在汽车整车开发各阶段的应用详解。

1、概念设计阶段,CAE软件主要应用在以下方面:

  • 确定新车的设计目标值;
    • 法规、车身静刚度、整车NVH、整车安全性等目标
  • 分析竞争样车;
  • 目标车的典型截面、接头刚度分析及优化;
  • 目标车的白车身静态刚度与模态分析;
  • 前纵梁碰撞分析;
  • 门侵入模拟;
  • 目标车的车顶压溃模拟。

2、工程化详细设计阶段,CAE软件主要应用在以下方面:

  • 车身强度与刚度分析及其灵敏度分析:
    • 截面分析与接头刚度分析
    • 弯曲刚度和扭转刚度
  • 开闭件的强度与刚度分析:
    • 前门、后门、发动机盖、行李箱盖、前翼子板等;
  • 车身局部强度与刚度分析
    • 仪表盘、管柱、前保险杆、后保险杆、座椅、安全带、膝盖等;
  • 模态分析以及频率响应分析:
    • 模态分析、动刚度分析、传递函数分析、声穴分析、舒适性分析等;
  • 安全性分析:
    • 前碰、侧碰、后碰、车顶压溃、头部保护分析、行人保护分析等。

3、 实验验证阶段,CAE软件主要应用在以下方面:

  • 设计车型的CAE的验证分析:
    • 刚度分析;
    • 模态分析;
    • 前碰撞分析;
    • 侧碰撞分析;
    • 后碰撞分析;
    • 行人保护分析。
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