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福田汽车蒙派克·迷迪疲劳耐久性CAE分析 |
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作者： |
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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，对于后续车型的开发具有明显的指导作用。
6、对于试车的疲劳台架试验，利用CAE 分析软件ICE-FLOW 可以制订零部件系统及整车加速的台架试验流程，快速可靠的发现结构疲劳问题，有利于缩短产品台架验证的时间，提高开发效率。(end)
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(5/25/2010) |
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