福田汽车蒙派克迷迪疲劳耐久性CAE分析.docx

福田汽车蒙派克迷迪疲劳耐久性CAE分析作者：王阳在汽车行业竞争日趋激烈的今天，汽车核心技术成为各汽车企业直接竞争的根本。相对于汽车安全性、排放标准等许多国家政策的影响，汽车产品的疲劳耐久性成为汽车产品的隐性竞争指标。随着合资品牌的大举进入国内市场，如何提高自主品牌的品牌影响力，在客户群中树立可靠耐用的品质目标，无疑提高产品的疲劳耐久性能是最有效，最为根本的手段。福田梦派克迷迪在产品研发初期，就紧紧围绕目标市场开展产品耐久性性能调查，充分了解目标客户的需求，紧跟汽车产品发展的步伐，制订出合理的产品疲劳耐久性指标。以整车耐久性指标为基础，通过充分考虑典型载荷工况，实际客户使用工况，试验场道路谱载荷，进行CAE 虚拟静强度及疲劳强度分析工作。对于结构存在薄弱的环节，进行结构改进和重复验证，最后利用和加速台架的试验结果进行验证，证明梦派克迷迪完全满足产品目标市场的疲劳耐久性指标。福田梦派克迷迪充分考虑了客户的多种运行载荷情况，包括商用和家用，做到全天候，全路况，全载荷的使用环境的考虑。无论是整车，还是关键零部件，充分的进行了CAE 虚拟验证和试验台架的相关分析，保证了产品的可靠性和耐久性。福田梦派克迷迪是福田汽车研究院整车国内外汽车技术研发资源，历经3 年的时间，攻克了多项技术难题后呈现给汽车行的有一个精品工程。福田梦派克迷迪是福田汽车作为商用车企业进军乘用车行业新产品，不仅凝聚了福田人的智慧和灵性，更演绎着福田人用于进取，敢于超越的创新精神。本项目主要对蒙派克迷迪设计前期整车的疲劳耐久性进行CAE 虚拟验证，并且结合实车试验场及用户道路数据采集进行相关分析，利用CAE 分析结果和实车疲劳试验采集的数据，根据整车疲劳耐久性寿命指标，制订了合理有效的试车场试验规范和加速的疲劳台架试验流程。本项目涉及的工作内容较多，主要的工作创新点如下：1、根据设计前期的 CAD 数模，利用已经积累的同等车型的实际载荷谱，进行前期的CAE 虚拟疲劳分析工作，初步明确存在疲劳强度的关键区域，进行结构改进及CAE 分析工作，直至满足概念设计规定的疲劳寿命指标。2、数据采集过程中，利用CAE 前期虚拟疲劳分析结果，规划了详细的道路载荷谱测试通道和数据类型，对于需要关心的区域进行重点应变测试。3、对于实测道路载荷谱数据，利用CAE 软件进行相对疲劳损伤的计算，对特征事件进行载荷分割和处理，形成有效的静态典型载荷，在静态强度分析阶段对整车进行有效评价。4、根据整车典型事件道路载荷和疲劳耐久规范测试数据，利用 CAE 虚拟疲劳计算，进一步验证了前期虚拟疲劳验证的可靠性。5、根据前期制订的整车疲劳寿命指标，通过对试验车特征事件的道路铺测试处理，以及和用户道路载荷谱相关性分析，制定了有效的试验场试车规范，并且该试车规范正在进一步验证。6、为近一步缩短产品开发周期，我们结合试验场测试数据，利用CAE 疲劳等效的原则，制定了加速的疲劳台架试验规范，该台架试验规范能够快速有效的发现问题，早早找到结构的薄弱环节，进行早期结构疲劳验证。7、在本项目的实施过程中，充分利用CAE 的各种分析手段，包括静强度分析、载荷分解、疲劳强度分析，迅速有效的保证了疲劳耐久项目的实施，极大地提高了产品疲劳耐久性能的可靠性。福田汽车 CAE 计算分析所很早就意识到虚拟验证对产品性能设计的作用，在98 年开始陆续购置了汽车行业应用广泛的CAE 分析工具，本疲劳验证项目主要应用的软件包括：前后处理软件：MSC.Patran、I-deas、Hypermesh求解器软件：MSC.adams、MSC.nastran、ICE-FLOW利用虚拟疲劳软件编制加速试验台架规范整车试验场道路载荷谱采集经过几年的积极发展，计算分析所已经形成了一整套有效的汽车产品疲劳耐久性分析手段：1、利用有限元前处理软件I-deas、Hypermesh 进行零部件、系统及整车的网格模型构建工作，进行虚拟疲劳耐久性分析，利用成熟的有限元建模流程和工作规范，可以保证耐久性分析的工作质量和一致性。2、对于零部件、系统及整车典型载荷及实测道路铺载荷的分解工作，利用MSC.adams 多体动力学软件将载荷分解到零部件级别、系统级别以及整车级别，这样可以得到汽车产品各层次结构承受载荷情况。3、利用分解的典型载荷和实测载荷谱，利用MSC.nastran 进行零部件、系统及整车级别的静态强度分析，为后续虚拟疲劳及结构改进做好准备工作。4、根据分解的实测载荷谱和静态强度分析结果，利用线形叠加的方法，在ICE-FLOW 虚拟疲劳软件环境下，进行零部件级别、系统级别以及整车级别的虚拟疲劳寿命分析。对于固定的分析流程和方法可以重复利用，大大提高了结构的改进的分析效率。5、基于等效寿命的原则，利用相对疲劳的概念，在ICE-FLOW 软件里面可以进行试车场及用户道路的相关性分析工作，根据目标市场的疲劳寿命指标，制订合理有效的试车场试车规范，对于后续车型的开