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CATIACAE在车身开发中的应用
左军锋
(东风汽车公司技术中心武汉430056)
【摘要】论述了基于CATIAAnalysis在汽车研发过程中的功能和应用,通过与CATIAV5软件的高度集成,
实现产品设计CAD/CAE一体化,达到产品性能的真实模拟的目的。
关键词:汽车研发;设计CAE;设计优化;
1传统CAE的困境
传统的CAE工具主要在开发周期的末期,被为数较少的人使用,工程设计与CAE分析脱
节,导致工程设计人员无法知道产品质量性能如何,CAE分析人员脱离工程环境,提不出有
效的改善措施,这样大大的限制了CAE在设计过程中的作用。
?时效性差:传统CAE工具主要在开发周期的末期,此时周边环境固化程度高,改善
空间小;
?网格耗时:传统CAE在分析前,网格处理耗时占据分析总时间的一半以上;
?数据传递丢失:传统CAE分析软件与工程设计软件数据传递时需要更低版本数据的
进行转化,此过程会丢失数据信息,影响分析精度;
?非参数化:传统CAE不具备参数化的可能,工程软件设计端的参数化无法继承,变
相增加了网格处理的工作量;
?集成性差:传统CAE无法无缝与PLM对接;
2CATIAAnalysis特点:
设计CAE允许使用CATIA工程师利用分析技术的功能来进行评估和改善他们的设计,同
时也给工程师们提供了创建复杂有限元模型的技术,并且保持了用CATIA创建的主设计的几
何关联性,因此避免了浪费时间和几何模型转换过程中的易于产生的错误。
2.1友好的使用环境
设计工程师能够使用自己熟悉的CATIA用户界面来对他们主要的模型在CATIA里面直接
进行分析。由于没有几何形状的传递和转换,数据完整得到了保证。从简单的零部件到复杂
的装配体,CATIAAnalysis创成式功能可以快速的进行设
计-分析的循环迭代。由于CATIAAnalysis利用了CATIAV5
的基础知识工程的构架,可以很容易地基于产品的性能特
征和分析结果进行优化设计。其无法抗拒的易用性使得
CATIAAnalysis特别适合设计工程师来考察自己设计的尺
寸的准确性和快速评估产品的真实性能。
CATIAAnalysis给设计工程师提供了一个直观的能满
足不同需求的用户界面,其用户界面是CATIA里的自然延伸,因此对CATIA用户来说就很容
易用。CATIA用户们可以在数字样机(DMU)环境中快速的预览设计特征来获得他们设计的
真实的机械性能。CATIAV5工具和环境以及CATIA和其他合作伙伴的解决方案都是可以共
用的。
东风技术中心车身部Tel:027E‐mail:zuojf@
2.2快速的设计-分析循环
CATIAAnalysis作为CATIA的一部分,分析的定义是零部件和装配体设计定义的延伸,
是直接定义在CATIA几何上面的。因此,可以很简单和
方便的来进行分析以便帮助设计部件的尺寸和比较不同
设计的性能。设计变更的影响能够通过快速自动的更新
来进行评估。设计工程师在用CATIAAnalysis时自然地
将分析作为他们设计过程的一部分,使得他们可以更好
地了解自己的设计以及改善所设计产品的性能,以便在
产品设计的初期提高设计的品质。
2.3多学科协同设计
CATIAAnalysis支持并行功能,允许用户紧密的工作和避免返工。由于设计工程师和
分析工程师使用的同一环境,他们可以进行协同,避免不必要的数据转换、返工和调整。对
于设计工程的日常例行的可以标准化的分析工作,CATIAAnalysis的分析环境使得方法开
发者可以创建自动化分析模板。
2.4基于知识工程优化
CATIAAnalysis活用了CATIA基于知识工程的构架,通过利用和部件设计相关的知识
工程的定义,可以与设计方便的进行优化。结合分析特征的再利用和机遇知识工程的规则和
检查的应用,可以确保遵循了企业内部的最佳实践。通过使用了知识工程模板把标准分析过
程自动化以后,极大的提高了设计-分析过程的效率。
3应用举例
?案例1:装饰件卡爪断裂(质量问题改善)
工况说明:实际装车过程中,少量出现安装卡抓断裂
原因分析:卡爪结构存在应力集中,在安装过程中因装配精度导致部分车型装配应力大,
导致安装过程中出现卡爪断裂
CAE分析:材料属性如下
MaterialPoissonModulusDensityStrength
ASA0.382234MPa1.05g/mm346MPa
当装配应力达到110N,应力达到材料强度上限,通过改善卡爪加强结构,根部圆角以
及过渡区域,达到材料强度上限时
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