CAE在汽車應用中存在的問題、對策及發展趨勢

2016-12-19 by:CAE仿真在線來源:互聯網

盡管CAE技術在我國汽車行業中正逐步得到推廣和應用,并發揮了重要的作用,但由于起步較晚,無論在CAE應用的深度和廣度上,與國外先進水平相比存在不小的差距。這種差距不僅體現在理論基礎和技術水平上,也體現在試驗的支持和軟件的使用水平上,但更重要的一點是缺少成熟的分析標準和分析流程。

那么我國汽車企業普遍應用水平不高原因又在哪里呢?

首先是時間上的問題,由于我國汽車行業的CAE應用剛剛起步,CAE應用的深度不夠,不少領域還沒有開始CAE的應用;CAE的團隊經驗和積累還很少,不少企業甚至還沒有自己的CAE團隊。

其次是企業領導對CAE的功能還沒有能夠充分認識,雖然現在汽車企業領導層普遍認識到CAE非常有用,但是對CAE應用的難度沒有充分估計,不少企業認為買回來CAE軟件就可以發揮立竿見影的作用,但事實上如果沒有經驗豐富的CAE人員,很難立刻見到成效;

再就是CAE工程師的培養問題,CAE分析專家既需要比較深厚的理論基礎,也要具有相應行業的工程應用經驗,CAE分析人員的培養非常不容易,周期相對較長;

最后也是最重要的就是汽車企業缺乏完善的CAE分析標準和流程。

分析標準和流程的重要性在CAE技術的入門嘗試階段可能還感覺不到,但隨著CAE分析范圍的擴大(分析對象單個零件逐步發展到總成系統和整車系統,分析類型從線彈性分析逐步發展到非線性分析和多物理場耦合分析),這種重要性將越發明顯。因為對于整車系統而言,除了結構和連接關系非常復雜外,還存在復雜的非線性問題(如橡膠件、塑料件、泡沫件等的材料非線性,各零件間的接觸非線性,整車的結構非線性,等等),在這種情況下,如果各行其是,憑個人的技術基礎和經驗去做CAE分析,那么對不同分析人員而言,就很難保證相互之間計算結果的一致性,更不用談數據的積累和對比了。

要解決好汽車行業CAE 應用的上述問題,

首先,汽車相關企業要加快建設自己的CAE團隊,拓展CAE應用的領域并提高CAE應用的深度;

其次,汽車行業相關企業的領導層要充分認識CAE的作用和難度,特別是后者。軟件可以隨時購買,但是使用CAE軟件的人從哪里來?是企業從頭培養還是從相關行業引進CAE人才?如果是自己培養,那就要有長期見效的心理準備,而且要肯花錢培訓CAE人員。當然如果企業想盡快見到成效,可以引進經驗豐富的CAE人才,采取引進與自己培養相結合,這是一個較好的途徑。

CAE應用能力不是買軟件就能提高的,更主要的是經驗和積累,團隊的積累。正如長城華冠總裁陸群談到中外汽車設計的差距時說的“我覺得這種核心的差距差的是經驗和積累,而且在很大程度上是團隊的積累。個人的差距還好說,可以通過天分和個人努力來彌補,如果是團隊的集體差距就不是通過簡單的個人努力和團隊的短期奮斗就可以輕易解決問題的。”同樣,CAE分析能力也是如此,需要團隊的積累。

再次, 建立并完善企業自己的CAE分析流程、規范及評價標準

建立CAE分析標準有兩條途徑,一是企業通過試驗和仿真相互校核,建立相關產品的評價標準;二是利用相關行業已有的經驗來輔助建立自己的CAE分析標準。CAE分析標準的建立相當不容易,需要做大量的工作,并且要結合試驗結果,這個過程是必須要走的。

還有就是要正確理解試驗和CAE的關系。CAE的出現,確實可能減少了一些試驗,這也是新的汽車開發模式,也恰恰由于這種模式的出現,使我們重新站在了一個起跑線上,至少差得不那么遠了。然而,人們往往以為CAE就能搞定一切,這是非常不成熟的講法,特別是當不正確地使用了CAE分析的時候。

再有就是CAE軟件的二次開發

當企業的CAE應用達到了較高水平時,為了取得更高的技術經濟效益,就要對軟件進行二次開發,目的是使通用軟件更加專業化,以提高應用效率,統一和簡化使用方法,加入專業化評價體系,體現本專業的技術標準。這對汽車企業開發能力的建立和提升具有非常重要的意義。

最后,具體到每位CAE工程師,我們不僅要提高軟件使用的技巧,還要從理論上理解軟件的原理,更要了解行業的CAE應用發展趨勢,了解軟件的發展動向,把握有限元等分析理論的發展方向。因為我們已經落后了,每一次新的理論變革,每一次新工具的誕生,都是我們和別人站在同一起跑線的機會。

那么,CAE應用的未來趨勢又在哪里呢?我認為至少有幾點應該是可以肯定的:

1. 更多領域的CAE技術將被應用到汽車工業中;

2. 無網格有限元技術將可能取代現在的有限元網格離散技術;

3. 有限元分析對象將從宏觀層面深入到介觀、微觀層面;從而更本質地反映真實世界;

4.神經網絡,遺傳算法等優化技術和有限元法結合起來,也是未來CAE技術發展的趨勢之一。

來源:云計算