摘要：随着全球经济的不断发展，人们的生活水平与经济实力不断提高，汽车如今已经成为人们日常生活中的必需品。为了迎合消费者的需要，在汽车市场上占据更多利益，各大汽车企业的竞争也越发激烈。现今，如何创造出更好的汽车产品，改革创新汽车产品的设计制造方法，生产出安全性更高，操作性更强，舒适性更好的汽车至关重要。
关键词：CAE技术；汽车产品；设计制造；应用探讨
1CAE 技术扎起汽车产品生产设计制造中的作用
CAE 技术在汽车产品的设计制造中起着非常重大的作用，以汽车产品的设计概念作为基础，在其中应用 CAE 技术能够针对性的解决一些有关于车辆性能以及车辆可靠性的问题，并且能够为汽车产品的设计师们提供更为强大有力的支撑。而 CAE 技术本身内含丰富的数据量，其成本相对更为低廉，在汽车产品的设计制造中应用，能够及时找到并且揭示汽车产品设计制造的本质问题，能够促进汽车产品质量提升，并且可以加快汽车产品的设计研发速度，降低汽车产品的设计开发成本。
1.1能够提高汽车产品的设计功能，并且可以缩短汽车产品的制造周期
汽车产品在最初的设计阶段的时候，应用 CAE 技术就可以发现原设计中潜在的一些问题，设计师能够及时发现相关问题，并且可以及时修改原本的设计方案，解决设计中的问题，能够让设计变得更为完美。由此可知，应用 CAE 技术是可以提高汽车产品的设计效率，设计效果的。并且能够在设计初期直接确定汽车结构等参数，并且能够明确这些参数过程所需要的时间，并且能够在实际制造车辆的时候缩短每一辆车制造所需要的时间。再者，应用 CAE 技术是可以通过汽车安全性，应力应变与动力学仿真分析等等分析方式从而找出汽车产品设计中所存在的问题的，这些分析方式具有极高的科学性与准确性。
1.2在汽车产品的设计制造中应用 CAE 技术能够减少开发次数并且能够节约试验经费
CAE 技术是在汽车产品设计过程中通过计算机从而建立一个模拟车型，汽车产品的设计师们能够通过模拟车型发现设计中的问题，应用CAE 技术可以直接对模拟车型进行各种性能动态分析，这种动态分析方式相较于传统的样车试验，安全性更高，利用率更高。通过 CAE 技术能够实际发现模拟车型中的问题，设计师能够根据其中的问题制定相应的解决措施，能够节省不必要的开发经费，在设计完美之前，可以使用利用计算机制造模拟车型，能够避免建造实物车造成的损失。
1.3在汽车产品的设计制造中应用 CAE 技术有助于制造性能更为优越的产品
从目前看来，很多汽车制造商在应用 CAE 技术的时候，过度的重视CAE技术的模拟分析。但是汽车产品的分析应该是多学科的综合性分析，因此在分析过程中，必须考虑到各个不同的学科与学科之间的互相作用与互相影响。过度重视单学科分析只会导致整个仿真分析过程中失联，并且会影响到分析的结果，导致分析出现误差与错误，反而会造出劣质的产品。而 CAE 技术实际上是可以建立综合性学科分析平台的，将一个模拟车型在综合分析平台中分析，能够各个学科之间的作用，有利于汽车生产制造。
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2有限单元法在汽车产品轻量化设计中的应用
2.1精确建立有限元模型并求解
通过 CATIA 建立准确的 CAD 模型， 结合有限元分析软件 ABAQUS 对汽车产品在实际工况下的应力应变情况进行模拟分析，确定该产品是否还有进一步轻量化的空间。若应力小于该产品材料的疲劳极限， 则说明该产品有进一步轻量化的空间。在这一环节中需要合理建立研究对象的有限元模型，包括材料属性、单元类型的选择，边界条件、分析步的设置等。一般而言，建议采用六面体单元，边界条件尽可能与实际工况保持一致， 不能完全保持一致时， 利用圣维南原理作近似处理。条件允许的可以结合实验结果进行对比，以验证有限元分析结果的准确性，为后续的轻量化设计做好前期准备。
2.2搭建轻量化过程
在参数优化软件 ISIGHT 中耦合 CATIA 和 ABAQUS，搭 是历史数据，其有效程度也是相对于其他年份而言的，其分析结果可供以后几年的实际情况进行参考。
2.3车辆结构强度分析
制造车辆，就必须保证汽车具有可靠性与安全性等指标，因此汽车的结构强度分析其实也是 CAE 技术在汽车产品设计制造中应用最为广泛的一个方面。汽车的结构强度分析大多数都是通过有限元法对汽车结构进行相应的数值计算，但是因为汽车自身是一个比较复杂的结构，因此很多汽车结构的分析计算都是通过汽车一些比较重要的部件完成的，比如汽车的车架，汽车的传动系等等。而分析内容主要特征值分析，静力分析与瞬间动力分析等。
2.4车辆的覆盖件成形过程的计算机仿真
车身的覆盖件整体尺寸是比较大，形状多数复杂，多数呈空间自由曲面，车身的成形过程涉及到材料非线性，几何非线性，复杂摩擦，复杂接触等问题。很多车辆在进行传统冲压生产时，都必要设计，制造车辆覆盖件模具，并且要确定胚料的形式与患者尺寸，并且要提前规划冲压工序，规定冲压工艺的参数，很多东西都需要设计制造原型，在进行多次生产试验，多次调试修正之后才能够确定最好的设计方案。这个过程是一个不断失败，不断改正的过程，需要消耗大量的人力，物力与财力，生产成本过高，生产周期过于漫长。而近十几年来，覆盖件冲压成形仿真分析得到了飞速的发展，应用这个分析方式能够在早期设计过程中就能够评价并设计覆盖件与覆盖件模具，能够提前确认工艺设计是否可行，能够通过故障分析解决问题，并且能够通过缺陷分析改变覆盖件的生产质量，从而降低成本。
3结语
通过 CAE 在实际汽车工程中应用， 在产品结构优化的同时， 时风集团车身开发过程中减少了模具设计和制造过程中 46％ 的试验工作， 由设计原因造成的早期失效率降为零。 车桥产品的开发周期缩短 30%~50% ， 新产品开发费用降低 40%~60% ，在提高整车安全性、可靠性，延长使用寿命，减少额外开支，降低设计费用等方面，创造价值约占整车价值的 5%~10% ， 创造可观的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]徐群杰,唐琳琳,叶建学.CAE技术在汽车设计中的运用探讨[J].科技风,2017(24):206.
[2]陈永贵.汽车新产品开发项目策划技术以及应用[J].南方农机,2017,48(14):21.
论文作者:李承越
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第05期
论文发表时间:2019/7/31
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