经验分享 | 汽车材料CAE仿真，让你的汽车设计更具竞争力

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随着汽车工业的迅速发展，汽车产品对安全性、经济性、实用性、美观性的要求日益提高。为满足这些要求，汽车企业需要不断提高研发设计效率、缩短研发周期、降低研发成本。在这样的背景下，计算机辅助工程（CAE）仿真技术在汽车领域的应用越来越广泛。本文将介绍汽车材料 CAE 仿真的相关知识，包括其定义、应用场景、技术流程和常用软件工具等。

CAE应用场景

汽车材料 CAE 仿真技术贯穿于汽车研发设计的整个流程，从产品概念设计到样车试制、性能优化，以及后续的投产和市场问题反馈等各方面各环节。具体应用场景包括：
1. 概念设计：在汽车概念设计阶段，通过仿真分析可以评估不同设计方案的性能，为方案的选择提供依据。

2. 零部件设计：在汽车零部件设计阶段，可以通过仿真分析评估零部件的强度、刚度、疲劳寿命等性能，为设计优化提供依据。

3. 系统性能优化：在汽车系统性能优化阶段，可以通过仿真分析评估系统的整体性能，为系统优化提供依据。

4. 整车性能评估：在汽车整车性能评估阶段，可以通过仿真分析评估整车的安全性、经济性、实用性、美观性等性能，为整车优化提供依据。

汽车材料 CAE 仿真技术流程

汽车材料 CAE 仿真技术流程主要包括以下几个步骤：

1. 建立数学模型：根据汽车材料的实际工况，建立相应的数学模型，包括结构模型、材料模型、边界条件等。

2. 选择仿真软件：根据仿真目的和数学模型，选择合适的仿真软件。常用的仿真软件包括 ANSYS、ABAQUS、NASTRAN 等。

图1正面碰撞

3. 进行仿真分析：根据建立的数学模型和选定的仿真软件，进行仿真分析，得到材料在实际工况下的性能数据。

4. 分析结果验证：将仿真分析得到的性能数据与实际测试数据进行对比，验证仿真结果的准确性。

5. 设计优化：根据仿真分析结果，对设计方案进行优化，提高产品性能。

汽车材料 CAE 仿真常用软件工具

在汽车材料 CAE 仿真过程中，常用的软件工具包括：

1. ANSYS：ANSYS 是一款综合性的 CAE 仿真软件，可以用于结构分析、热分析、动力学分析等。

2. ABAQUS：ABAQUS 是一款主要用于材料失效分析的 CAE 仿真软件，可以用于疲劳分析、断裂力学分析

图2 疲劳耐久性

3. NASTRAN：NASTRAN 是一款主要用于结构分析的 CAE 仿真软件，可以用于线性静强度分析、模态分析等。

4. LS-DYNA：LS-DYNA 是一款主要用于动力学分析的 CAE 仿真软件，可以用于冲击动力学分析、流固耦合分析等。

5. MATLAB：MATLAB 是一款用于数据分析和算法开发的软件，可以用于建模和结果分析。

来源：国高材分析测试中心

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首次发布时间：2025-03-12

最近编辑：12小时前

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