汽車產品設計制造中CAE技術的運用

謝吉祥 張俊峰

摘要：隨著生活質量的提高，越來越多人購買汽車，對汽車的要求也越來越嚴格，那么就考驗在制造汽車時誰家的技術強，誰家的汽車就會得到很好的銷售。在汽車制造中，CAE技術的應用是在不斷生產汽車過程孕育出來的技術，他更適應于人們對汽車舒適度、性能高、安全出行的要求。推進CAE技術，有效的提高汽車產品的綜合競爭力。

關鍵詞：CAE技術；汽車產品；技術分析

人們對代步工具的需求推動下，汽車行業不斷地改革創新，來滿足人們對汽車的各種各樣的要求。CAE技術的產生，充分的提高了汽車在產品設計方面的效率和性能的創新。針對如何能設計出既能降低汽車設計成本，又能縮短汽車制造的周期，全面提高產品的競爭力。CAE技術的創造，實現了這些要求，在推動汽車產品競爭力上做出了巨大貢獻。汽車產品的改革創新對汽車的發展至關重要，汽車行業想要發展不被取代，就必須不斷創新，在生產性能優良的汽車產品上做出努力。現代汽車產品設計制造過程中，最重要的一項技術就是CAE技術，對汽車產品的設計制造質量有著至關重要的影響。

一、CAE技術在汽車產品設計制造中的作用

CAE技術可以給汽車產品設計師提供精準的技術支撐，還可以根據汽車的性能和可靠性提出自己的解決方案，他完全是以汽車的設計概念為基礎，在汽車產品的設計制造中起著關鍵性的作用。在汽車產品的設計制造中如何能加快汽車產品的研發速度，從而降低汽車產品的設計開發成本，CAE技術做到了，他包含豐富的數據量，成本低廉，快速的解決了汽車設計制造中的成本問題，在產品設計制造中的應用，能提升制造速度，加快產品生產，完善生產過程中的漏洞。

汽車產品的設計功提高，制造周期的縮短離不開CAE技術。在CAE技術的應用過程中，可以幫助設計初期發現設計中的潛在問題，及時更正修改，讓設計減少問題，快速有效的提高汽車產品的設計效率。CAE技術還有一個更厲害的地方，就是能在設計初期直接確定汽車結構、制造過程中的參數，明確這些參數所需要的時間，這樣直接導致的好處是在實際制造汽車時，縮短每一輛車制造所需要的時間。CAE技術具備精準的科學性和準確性，運用的汽車安全性、應力應變與動力學仿真分析等諸多的分析方式驗證出汽車產品設計過程中存在的問題，提出具體的解決方案。

應用CAE技術能在汽車產品設計制造中減少開發次數，節約實驗經費。通過計算機建立一個模擬車型是CAE技術在汽車產品設計過程中的有效應用，模擬車型可以讓汽車產品設計師發現自己的問題，通過使用CAE技術，了解模擬車型的各種性能及動態情況。CAE 技術通過建立綜合性學科分析平臺，將一個模擬車型在綜合分析平臺中分析，能夠分析出各個環節之間的作用，有利于汽車生產制造。

二、CAE 技術在汽車產品設計制造中的應用

CAE技術在汽車產品實際制造中應用最為廣泛的是結構強度分析，他通過分析使得制造車輛時具有可靠的、安全的技術指標。通過有限元法對汽車結構進行相應的數據計算是汽車結構強度分析的一種表現形式，分析內容主要包括特征值分析、靜力分析、瞬間動力分析。汽車的結構非常的復雜，在進行結構分析時，通過分析汽車的車架、汽車的傳動系等重要部件完成的。

衡量車輛質量的一個重要指標就是車的性能，解決車的噪音，在CAE技術中有解決這個辦法用到的是NVH性能分析。NVH性能分析法能全面的了解汽車各子系統剛度頻率的匹配、點的傳遞函數、BIW動態穩定性等方面的分析，實現了對汽車降噪的改變，提高了車輛的舒適性。CAE技術在安全方面有汽車碰撞安全性分析，他通過汽車的正面、側面及翻滾狀態下的安全性能進行模擬數據分析，在碰撞過程中了解汽車設計階段出現的問題，在安全性能方法出現的瑕疵。在分析過程中提出解決方案，優化汽車的性能，有效的躲避了汽車產品投入到市場中所面臨的風險。

CAE技術在發動機設計制造時也有很好的應用，汽車的重要組成部分就是發動機，汽車想要正常行駛離不開發動機的性能。人們對汽車的要求越高，對汽車產品中發動機的要求就會越嚴格，目前銷量最好的發動機是效率高、體積小、低能耗、低排放的。在制造過程中遇到問題最多的就是發動機的問題，CAE技術有有限元法就會解決問題的關鍵，他對發動機中的零部件進行實體建模，分析發動機的設計和制造，達到解決問題的目的。CAE技術對變速器強度、剛度及振動方面的設計都有很好的應用，讓變速器各部件正常運作，減少因震動產生的問題。

結語：

想要提升汽車產品的綜合競爭力，離不開CAE技術的應用，他的仿真技術是減少成本支出和降低風險的保證。只有滿足消費者對汽車的全部要求，才能快速的增長銷量，CAE 技術可以做到，他是汽車制造業發展的趨勢，帶動了制造業的發展和創新。推進CAE技術全面深入的應用到汽車產品設計制造中是有必要的，也是今后汽車制造業要堅持走下去的改革道路。

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作者簡介：第一作者：謝吉祥，男，漢，山東單縣，碩士研究生；重慶電子工程職業學院，研究方向：汽車制造與維修；

第二作者：張俊峰，男，漢，重慶，副教授，碩士研究生，重慶電子工程職業學院，汽車整車總布置設計及其性能分析。

課題項目：重慶市高等教育教學改革研究（重點）項目《汽車裝配與調試技師中高職銜接人才培養方案的研究與實踐》（編號142058）

（作者單位：重慶電子工程職業學院）