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工业仿真案例分享:工业仿真技术在汽车工业中的应用

发布时间:2022-12-30

编辑人:灵图互动

阅读量:314

工业仿真技术为汽车产品的设计开发提供了强有力的工具和手段,对整个汽车工业产生了革命性的影响。产品设计的全数字化和仿真技术的广泛应用已经成为汽车工业的发展趋势。工业仿真技术在汽车领域的应用更加趋于协同化和系统化,由原先的局部应用(单领域、单点)逐步扩展到系统应用(多领域、全生命周期),通过面向产品全生命周期的仿真,达到缩短研制周期、降低开发成本和技术风险、提高产质量的目的,增强企业的市场竞争力。

1. 汽车工业现状分析

汽车产业是我国的支柱产业之一,汽车是我国汽车工业中发展最晚,同时也是发展最快的一部分。汽车属于典型的复杂产品,主要表现在以下几个方面:客户需求复杂;系统组成复杂;产品技术复杂;制造过程复杂和项目管理复杂。对于汽车这种复杂产品的设计开发,需要考虑的方面非常多,控制的难度也非常大。

工业仿真技术在汽车工业中的应用

2. 工业仿真技术在汽车工业的应用概况

2.1 工业仿真技术在汽车方案阶段的应用

方案阶段的主要任务是根据市场的发展和客户的需求等信息进行需求定义,包括参考样车选型、系统功能定义、技术经济评价等等。工业仿真技术在汽车方案阶段的应用根据不同的功能模型建立系统的动态模型,以便于比较不同方案的优劣,为设计人员提供不同方案下的比较分析结果,并为进一步的设计提供决策依据。

2.2 工业仿真技术在汽车设计阶段的应用

工业仿真技术在汽车设计阶段的应用主要涵盖汽车零部件的静态、动态性能分析,汽车零部件的可装配性分析,整车性能的分析评价与预测三部分。

(1)汽车零部件的静态、动态性能分析

基于零部件的 CAD 主模型及各种仿真简化模型,从运动学、动力学、热力学等各个方面对零部件的性能进行仿真分析。

(2)汽车零部件的可装配性分析

主要从可装配的角度对汽车零部件的设计进行仿真分析验证,从装配仿真的角度对装配序列规划进行了详细分析,建立了一个层级关联关系模型描述机械产品零部件的层次关系、装配关联关系。

(3)整车性能的分析评价与预测

从整体的角度对汽车的各种性能进行分析与预测,包括汽车的空气动力学特性、声学特性、振动特性、操纵稳定性、乘坐舒适性、碰撞安全性等等。通过计算机仿真,可以大大减少对物理样车试验的要求,而且具有费用低、便于修改、试验结果可存储可回放等优点。

2.3 工业仿真技术在汽车制造阶段的应用

从技术角度出发,对产品的制造工艺的进行数值模拟与优化,对制造装备的进行数值模拟与改进。典型的如汽车车身覆盖件冲压成型工艺的数值模拟、模具型面抛光仿真等等。在工业仿真技术的支持下,通过在计算机上建立数字化模型,用有限元方法进行成型模拟,可以全面了解板料在成型过程中的应力、应变及厚度分布,预测成型缺陷,从而给设计人员提供进行工艺分析和模具设计的科学依据。

工业仿真技术在汽车制造阶段的应用

2.4 工业仿真技术在汽车生产线阶段的应用

工业仿真技术在汽车生产线阶段的主要应用包括确定生产管理控制策略、车间层的设计和调度、库存的规划管理等。其中用于生产管理控制策略的仿真包括确定有关参数以及用于不同控制策略之间的比较;用于车间设计和调度的仿真主要用于对各种可能方案进行分析评价,进而选择出最优方案;用于库存管理的虚拟仿真主要目的为确定订货策略、确定订货点和订货批量、确定仓库的分布、以及确定安全库存水平等等。

2.5 工业仿真技术在汽车使用阶段的应用

汽车的使用阶段,可以通过工业仿真技术对用户进行驾驶培训、维修培训等。同生产设计阶段的仿真相比,这种面向用户的仿真大量应用了虚拟现实技术,由计算机全部或部分生成的多维感觉环境,使参与者产生沉浸感。通过这个虚拟环境,人们可以进行观察、感知和决策等活动。

工业仿真技术在汽车使用阶段的应用

3. 工业仿真助推汽车数字化工程

汽车数字化工程包括汽车的虚拟仿真设计平台、虚拟仿真开发平台、虚拟仿真加工平台和虚拟仿真生产平台,涵盖了汽车生产的大部分内容。其重要目标之一是利用虚拟样机技术开发出汽车的虚拟样机-“数字汽车”。工业仿真技术将汽车数字化工程的研究与实现提供可靠的技术支持,加快汽车行业的信息化和现代化进程。


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