3DEXPERIENCE平台的面向设计人员工程CAE在产品研发中的应用
本文来自达索系统SIMULIA 2017年用户大会优秀论文快速响应市场就要求汽车企业在保证产品可靠性的基础上，设计速度要更快、性能要更好、成本要更低。为了满足这种挑战，很多企业已经采用了CAE技术来缩短研发周期和改善产品性能。然而传统的CAE分析是由专业的CAE部门开展，这些部门只进行CAE分析。需要设计部门输入设计方案，分析完成后将分析结果及优化方案反馈给设计部，设计部根据CAE、总布置、成型等多方意见进行设计修改，然后再发送CAE部门分析，多次循环才能完成产品设计，这样不利于缩短产品设计周期，同时设计人员不能直接看到CAE结果，不知为何优化，只能被动接受CAE优化建议，不利于设计人员能力提升。这样大大限制了CAE在设计过程中的作用。
3DEXPERIENCE平台将产品设计与CAE分析完美的集成在了一起，设计工程师可以在熟悉的设计界面下直接进行CAE分析，更有利于设计人员学习；同时由于没有几何形状的传递和转换，数据完整性得到保证。3DEXPERIENCE平台针对不同学科有不同的CAE工具，本文重点介绍MDS及DRD模块。MDS在静力学载荷下进行常规的强度/刚度分析来评估产品的寿命来指导设计修改分析类型：结构分析、模态分析、热分析、疲劳分析等；模块特点：具有向导式分析流程，操作十分简便，易学；DRD在大量的载荷情况下利用有限元技术来评估产品的结构完整性，来进行指导设计决策分析类型：静力学分析、模态分析、频响分析、屈曲分析、瞬态响应分析、稳态传热分析、瞬态传热分析等；模块特点：操作命令分块管理，可选网格类型全面，分析类型全面，操作比较简便；MDS及DRD可以进行点焊、缝焊、螺栓连接、接触、绑定、弹簧连接等绝大多数常用连接，可以进行车身、底盘中大部分件的分析。长城汽车自2016年开始使用MDS及DRD模块，以车身、底盘等部门做试点，先后经过数次培训，目前已有数百名设计人员掌握MDS及DRD模块，可以独立使用3DEXPERIENCE平台进行产品设计与CAE分析，现阶段主要进行单件及由焊接、螺栓连接组成的总成件分析，包括ACC支架等小支架，铸铝下摆臂、转向节等铸造单件，ECU支架总成、翼子板总成等较简单的总成级部件的刚度强度及模态分析。采用MDS及DRD进行支架刚度分析（网格均自动生成），结果与CAE分析结果相比精度均在95%以上，完全满足设计CAE对分析结果精度的要求。采用MDS及DRD进行CAE分析，通常有限元模型创建、模型计算只需要几分钟到十几分钟，操作简便易学；同时由于没有几何形状的传递和转换，数据完整性也能得到最大保证。底盘设计人员在某SUV车型转向节设计中，使用3DEXPERIENCE平台中的CAE工具，在设计完成后用5~10分钟对转向节进行初步分析，识别危险及薄弱位置，而后在设计环境下完成优化，从而提升了设计质量，进而设计与CAE之间的交流轮次减少了1/4，缩短了产品研发周期。车身设计人员在某SUV雨刮支架的设计中，在面对多个设计方案不知该如何选择的时候，使用3DEXPERIENCE平台中的CAE工具完成对不同方案的对比分析，来选择最佳的设计方案。通过使用3DEXPERIENCE平台中的CAE工具分析可知：增加翻边后刚度显著提升，且通过对比不同翻边长度下部件的刚度变化，确定了翻边最佳长度。3DEXPERIENCE平台中的CAE工具具有操作简便、用时少、分析精度高的特点，能够缩短汽车产品研发周期，有利于设计人员快速积累设计经验，能够提升设计人员设计水平。
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