摘要：随着汽车工业的快速发展，我国汽车的自主研发能力获得了进一步的提升，使用传统的汽车设计工艺和汽车制造工艺已经明显无法满足现代汽车工业的发展，CAE技术的出现，对汽车工业的设计和制造产生了重要的影响，随着在实际应用中的不断发展，已然成为汽车工业的核心技术力量。CAE技术改变了传统汽车工业模式，对缩短研发周期、降低开发成本具有积极的促进作用，所以，在今后汽车行业的发展中，如何更好的应用CAE技术具有重要的意义。本文将针对CAE技术在汽车工业中的应用进行阐述，对当前汽车产业CAE应用现状进行分析，并对CAE技术在汽车工业中应用的前景进行展望。
关键词：CAE技术；汽车工业；应用分析
引言
CAE技术在国外汽车行业中的应用水平已经非常成熟，几乎涵盖了汽车设计开发和制造中的各个领域。我国汽车产业要想获得长足发展，必须紧跟时代脚步，利用新型科技技术，提高我国汽车工业的综合能力。随着人们生活水平的提高，对汽车的需求量也不断增大，我国汽车行业从研发到制造都获得了高速的发展，行业内的竞争压力也越来越大，这直接导致汽车产业对CAE技术的依赖性越来越强，对CAE技术的应用提出了新的需求。CAE技术的应用，为我国汽车产业的发展提供了强大的技术保障，同时，也为提高行业经济效益提供有效支持。
1 CAE技术在汽车工业中应用的巨大作用
有统计数据表明，通过在汽车工业中应用CAE技术，将新车的研发经费占整体开发成本从过去的百分之八十到百分之九十，降低到了百分之八到百分之十二，并且能有效节省开发周期，例如，福特公司在零二年通过使用CAE技术，新车的研发周期从以往的三十六个月减少至十二到十八个月。并且，在开发之后，对产品的修改率降低了百分之五十，对新车的试验成本降低了百分之五十，整体投资的收益提高了百分之五十。马自达公司通过应用CAE技术进行新产品试验，样车制造完成从过去的三个半月缩减到一个半月，试验消耗时间从四个半月降低到了两个半月。从这些数据中可以直观看到CAE技术对汽车产业的积极影响和重要作用。
2 CAE技术在汽车工业中的应用范围
2.1CAE技术分析汽车疲劳、结构、噪声震动和舒适性
针对汽车结构和疲劳的分析，主要包含对整个车体、各项系统、各个零部件的强度、刚度、进行疲劳分析，举例来说，主要就是对车身、车架、后桥、安全带支架和吊挂支架等零部件的模态、强度和刚度进行科学分析。对噪声震动和舒适性分析，即NVH分析，NVH是衡量汽车制造质量的综合标准，对汽车使用者的直观感受非常重要，所以也是汽车行业最为关注的问题之一，有资料证明，车辆问题中，有三分之一都是由于NVH的问题而引发，所以，各大汽车公司需要投入五分之一的研发经费在NHV问题的解决方面。通过利用CAE技术对NVH问题进行分析，可以从应力云图中直观判断汽车的整体结构是否满足强度要求，提高了测试结果的准确性，同时降低了汽车研发经费。
2.2CAE技术对汽车进行碰撞分析
汽车的碰撞分析方面主要有，对汽车正面碰撞的分析、侧面碰撞的分析和后侧碰撞分析，以及对行人的安全保护程度进行分析。通过使用CAE技术对汽车的碰撞进行分析，能够直接得到汽车各部分发生变形的情况、加速情况和能量等情况，从而更好的判断汽车的安全性能。
2.3CAE技术针对汽车多刚体进行分析
针对汽车多刚体的分析主要内容有，对运动学和动力学进行分析，从而提高汽车的平顺性和稳定性，以及对玻璃升降系统及雨刮器系统进行性能的系统分析。使用CAE 技术对汽车平顺性和稳定性进行分析，能够更好的了解汽车各零部件之间是否存在干甚，以及零部件之间自小的间隙等问题。
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2.4CAE技术针对汽车热、流体分析
汽车的热分析主要包括，发动机燃烧分析、排气管道分析、刹车制动分析和空调热管理分析等；汽车流体分析主要包括，行驶中空气会对汽车造成的阻力问题、发动机的冷却问题、气流噪声问题、车身表面覆盖件的振动问题以及车厢通风换气问题等。针对汽车的热、流体见分析能够更好提高汽车整体性能，提高使用者舒适度。
2.5CAE技术针对汽车冲下形成过程的分析
汽车冲压分析主要有，冲压件、冲压工艺、模具设计、零件展开等共计是否合理和对工艺进行合理优化，从而精确的得出下料尺寸、模具报价和排样等。通过使用CAE技术对汽车冲压进行分析，还能对冲压过程中，汽车材料的起皱和拉裂位置进行科学预测，以及材料回弹性和材料的厚度变化进行分析。
2.6CAE技术针对汽车锻造进行分析
针对汽车锻造工艺进行分析包括有，汽车锻件成型过程的综合分析，例如，连杆、轴等。分析的内容是金属在锻造成型过程中，金属自身流动问题，从而为锻造工艺提供准确有效的工艺分析数据，为改善优化该工艺提供支持。通过使用温度云图功能，分析者可以直观的判断锻造中的零件受热后，应变、应力和温度的分布情况。另外，汽车锻造还包括各种铸件的成型，例如发动机缸体等，CAE技术可以对液态、半固态金属流动的成型过程进行分析，对成型过程中，金属流动变化、温度变化进行观察分析，及时发现铸造缺陷位置，从而有效避免浇筑不足的现象发生。
2.7CAE技术针对汽车塑料成型的分析
汽车中塑料成型部分有，汽车大灯、杂物箱、仪表盘等塑料部件，CAE技术分析在不同工艺中，模具结构里，塑料加热后转变成溶体的流动情况和温度情况，从而有效优化浇筑口的合理位置，改善加工工艺和流程，预测在浇筑过程中制件可能会发生的缺陷问题。
3 CAE技术在我国汽车工业中国的应用情况及发展趋势
当前，CAE技术已经在我国获得广泛应用，经历了长时间的推广了应用，该技术在汽车产品的研发和制造方面占据了越来越重要的位置，使用该技术进行分析，得到数据的准确性和精准性获得了业内的极大认可，特别是在汽车设计环节CEA技术发挥出了极大的优势，在汽车设计过程中，总整体到细节，总宏观到微观，CAE技术不但可以做到面面俱到，还能做到精准有效，为汽车行业的发展提供了强大的动力。虽然我国CAE应用情况稍差与一些发达国家，主要原因是专业团队力量不足，经验仍然不够丰富，这些问题需要得到专业人士的重视，提高我国CAE技术应用水平。随着计算机技术的高速发展，促使仿真软件不断完善，提高了CAE技术在汽车产业中应用的更多可能性，使用多学科渗透、多场耦合等方式，从而达到为汽车行业进行更系统的服务，无网格有限元技术、遗传算法、神经网络等技术的优化算法应用，已经成为CAE技术未来的发展趋势。
结束语
综上所述，汽车产业通过应用CAE技术进行产品的设计、研发和制造，可以有效的提高概念汽车设计水平、同时，能够顺利进行动态分析和静态分析工作，对汽车的操控稳定性和平顺性进行仿真模拟，在汽车的设计阶段就能及时发现产品中可能存在的问题和缺陷，对设计错误进行技术的修改，避免研发的汽车中出现问题导致不可挽回的经济损失。通过应用CAE技术，能够有效减少样车的试验和制作周期，从而降低研发阶段的成本支出。将CAE技术在汽车产业中进行推广和应用，必然会推动汽车产业的技术进步，从而达到提高产品质量，增加经济效益和社会效益的目的。
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论文作者:胡小锋
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/10/1
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