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Simcenter3D汽车刹车系统分析解决方案

作者：汪永财审校：冒小萍

一、汽车刹车系统产品介绍

汽车刹车系统又称汽车制动系统。使行驶中的汽车按照驾驶员

的顶住要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件

下（包括在坡道上）稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。盘

式刹车技术上更为先进，质量上更为轻量化，散热性能、制动性能及

复杂天气、路况的适应性能更为优良。

目前汽车刹车系统有两种形式:碟刹和毂刹。碟刹(或叫盘刹)由刹

车碟和液压活塞卡钳组成，又有通风碟，陶磁碟等，还有二活塞四活

塞六活塞等，原理就是油压推动活塞压向刹车碟面，产生刹车力，优

点是刹车效能高，结构简单，缺点是易热衰减，负荷低。多用在小型

车上。通风碟主要改善冷却效果，陶磁碟主要提高了抗热衰减性能。

刹车系统复杂的工程设计非常困难。产品团队必须将电子装置

和控件集成入机械系统，使用新的材料和制造流程，满足更严格法规，

同时必须在更短期限内、在预算约束下交付创新产品。

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传统的验证方法不再足够有效。现代开发流程必须变得具有预

测性，使用实际产品的“DigitalTwin”驱动设计并使其随着产品进化保

持同步，此外还要求具有并可支撑的智能报告和数据分析功能的仿真

和测试技术。

二、刹车系统CAE现状分析与仿真需求

1.现状分析

现在大多企业设计部门虽然也在运用CAE仿真技术来对产品

进行分析，但也存会在一些问题如下：

➢数字化设计开发流程不完善：

产品设计过程中的仿真分析还不够完善，没有形成详细的设计、

仿真流程和体系。没有形成一个完整的分析方法及判定标准及没有建

立分析数据库。

➢CAE与CAD的协同性较差：

CAE与CAD的协同性较差，而这个问题在整个行业中也普遍

存在，也就是CAE与CAD各自为战。

➢CAE分析平台过多：

CAE软件平台多而杂，各平台软件之间数据的连接性和格式通

用性较差，不同数据格式之间的转化造成了数据的不完整性。工程师

所运用的CAE平台也不一样，不同平台软件分析得出的结果一致性

较差，不能对结构的设计和优化起到一个好的指导作用。并且增大了

对建立数据库和数据管理的难度。

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2.CAE仿真需求

➢满足产品静强度分析(线性和非线性）、模态分析、稳定性分析、

瞬态分析仿真等结构强度分析能力。

➢适应PLM管理要求的CAD/CAE协同数据管理。

➢满足多专业应用、多学科高度集成的同一数字化平台仿真软件(流

体仿真、动力学仿真、疲劳分析、机电液仿真、复合材料分析以

及碰撞分析等)。满足不同层次CAE需求的仿真工具。

➢成熟和工业应用标准的求解器。

➢建立分析数据库。形成统一的分析方法及判定标准。

三、Simcenter3D数字化仿真解决方案

联宏科技基于西门子工业软件，针对汽车零部件行业及汽车刹

车系统有着独有的Simcenter3D数字化仿真解决方案。它集成多种解

决方案的功能，并可覆盖广泛的仿真学科与行业应用。

1.CAD/CAE一体化的平台

➢集成化协同式前后处理器。保持三维数据与有限元模型之间的协

同性，即零件的设计发生改变就可以快速地对有限元模型进行更

新，而不需要重新导入几何和网格重新划分，而且所有的材料属

性、物理属性、几何、网格无需变更。

➢是完善的设计仿真一体化系统，采用领先的前沿建模技术和先进

的仿真前后处理方法，结合业界标准解算器NXNASTRAN，提

供完全的适合制造业的仿真解决方案，使工程师在设计