《汽車仿真技術》主要探究了仿真技術在汽車開發(fā)中的工程應用，將仿真開發(fā)流程與汽車開發(fā)流程高度融合，并對在開發(fā)流程中所有涉及的仿真技術難題，通過仿真建模、技術優(yōu)化、開發(fā)迭代、試驗對標等，實現(xiàn)了技術突破，提煉出了核心技術。這些核心技術經(jīng)過了工程驗證且進一步抽象出來形成研究成果。本書涵蓋了零部件結(jié)構、疲勞壽命、NVH、被動碰撞安全、空氣動力學、操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性、動力性經(jīng)濟性仿真和仿真自動化等技術，這些技術經(jīng)過了多款、多輪車型開發(fā)的充分驗證。
《汽車仿真技術》可供車輛工程、信息技術和軟件行業(yè)，以及大專院校從事汽車研究和仿真開發(fā)的設計師、工程師參考，也可以作為汽車專業(yè)研究生的教材。
仿真技術屬于車輛工程領域的卡脖子技術。在軟件開發(fā)領域，我們無能為力。在應用領域，我們只是操作者。但在制造工程，尤其是汽車開發(fā)領域，仿真分析技術在總成開發(fā)、零部件結(jié)構設計、汽車疲勞壽命、 NVH、汽車被動碰撞安全、空氣動力學、操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性、動力性經(jīng)濟性等優(yōu)勢凸顯，對于縮短產(chǎn)品開發(fā)研制周期、降低成本、提升質(zhì)量、滿足多種用戶的需求的作用不能低估，無可替代。
多年來，作者通過對仿真技術的算法推演、二次開發(fā)、多輪次的仿真與試驗對標和整車拆解等工作，在仿真領域積累了深厚的理論基礎和實踐經(jīng)驗，將這些技術全部應用于乘用車、越野車、商用車和關鍵零部件總成等各平臺車型產(chǎn)品開發(fā)的全生命周期中，并通過公開發(fā)表學術論文、著作或公開演講和技術交流等方式，得到業(yè)界及學術專家的高度認可及好評。
本書集作者豐富的工作經(jīng)驗，歷經(jīng)十幾年的技術積累，將工程應用上取得良好成果、已掌握的成熟技術和成果分享給正在仿真之路上奮力前行的勇士們。希望能讓大家少走彎路，快速提升技術水平，推動整個汽車行業(yè)工程技術的進步，這也是我們工程技術人員的使命和責任。
本書共分9章。第1章，從整體上介紹仿真技術發(fā)展歷程、仿真技術對車企的作用及仿真分析流程等；第2章~第8章，從結(jié)構、疲勞、NVH、碰撞、空氣動力學、多體動力學和動力性經(jīng)濟性七個領域，分別詳細介紹了各仿真領域研究內(nèi)容、發(fā)展歷程、仿真機理、未來發(fā)展趨勢等；第9章，介紹了七步法構建仿真自動化技術、仿真自動化程序開發(fā)的關鍵技術和汽車綜合性能仿真自動化等。本書針對每個仿真領域，都引用了很多翔實的工程案例。這些實例都是在仿真實踐中得到了工程驗證，或由工程驗證進一步思考抽象出來的研究成果。
CAE仿真技術是較龐大且復雜的技術工程，作者本著深入淺出的編寫理念，既從CAE技術整體上給出清晰的劃分，又針對每一專業(yè)分別從發(fā)展、機理及未來趨勢給出較詳細的介紹。本書的一大特色之處，是在重要章節(jié)后面都給出了大量已被工程驗證過的實例化應用舉例。
仿真技術博大精深，凝聚著很多人的智慧和汗水。本書借鑒了本團隊很多優(yōu)秀的研發(fā)成果和成功經(jīng)驗，這也是本書的重要組成部分。在此，對本團隊不懈努力取得的成就表示欣慰，并對本團隊王希誠、屈新田、李洪濤、石朝亮、王斌、王小碧、王軍、錢留華、李衡、金玲和王秋來提供的幫助表示謝意。在統(tǒng)稿工作環(huán)節(jié)，唐雪君和龔鈺兩位同事給予了極大的支持和幫助。同時，公司領導尤崢、談民強和康理及技術中心的領導和各位專家給予了大力的支持，在此對他們表示忠心的謝意！
本書在章節(jié)安排、語言描述或技術理解等方面，不免有錯誤或不合理之處，誠請讀者、專家們批評指正，我們會在后期及時訂正，還原技術本真是我們的原則。
序言
前言
第１章 緒論
1.1 仿真技術發(fā)展歷程
1.2 仿真對車企發(fā)展的作用
1.2.1 仿真技術在汽車開發(fā)中的作用
1.2.2 汽車仿真分析流程的建立
1.2.3 仿真開發(fā)階段及節(jié)點控制
1.3 建立仿真技術體系
1.3.1 仿真理念
1.3.2 仿真分析體系
1.4 仿真技術架構
參考文獻
第2章 零部件結(jié)構有限元仿真分析
2.1 有限元仿真基本理論
2.1.1 有限元技術能夠分析的零部件性能
2.1.2 建立零部件有限元模型的方法
2.1.3 零部件結(jié)構性能的分析技術
2.1.4 零部件結(jié)構性能好壞的判定原則
2.1.5 常用的有限元分析軟件
2.2 有限元建模的技術
2.2.1 有限元分析步驟
2.2.2 扭轉(zhuǎn)剛度分析
2.3 有限元仿真優(yōu)化技術
2.3.1 靈敏度分析
2.3.2 拓撲優(yōu)化
2.3.3 形貌優(yōu)化
2.4 關鍵工藝仿真分析技術
2.4.1 焊接工藝仿真技術
2.4.2 點焊連接有限元建模技術
2.4.3 基于沖壓映射鈑金件結(jié)構性能仿真分析
2.4.4 小結(jié)
2.5 關鍵部件仿真分析
2.5.1 白車身結(jié)構膠仿真分析
2.5.2 懸架上擺臂仿真分析技術
2.6 未來發(fā)展
參考文獻
第3章 疲勞壽命仿真
3.1 疲勞耐久性分析概述
3.2 疲勞壽命仿真分析方法
3.2.1 疲勞壽命分析方法
3.2.2 結(jié)構件疲勞壽命分析應用
3.2.3 小結(jié)
3.3 基于載荷譜的汽車疲勞壽命仿真分析方法
3.3.1 疲勞載荷譜
3.3.2 基于載荷譜的白車身疲勞分析
3.3.3 某車型發(fā)動機艙蓋耐久性能仿真優(yōu)化研究
3.4 載荷譜分析方法
3.4.1 載荷信號的處理和分析
3.4.2 后軸支架疲勞分析精度提升及結(jié)構優(yōu)化技術
3.4.3 基于道路載荷譜的備胎架耐久性分析
3.5 非金屬零部件疲勞壽命分析
3.5.1 非金屬結(jié)構件分析流程
3.5.2 塑料背門開閉耐久仿真分析
3.6 疲勞耐久性優(yōu)化方法
3.6.1 等壽命設計的重要意義
3.6.2 傳感器支架耐久分析及改進
3.6.3 三角臂耐久性能分析改進
3.7 未來發(fā)展
3.7.1 虛擬試驗場技術趨勢
3.7.2 虛擬試驗場技術意義
3.7.3 虛擬試驗場技術主要內(nèi)容
3.7.4 虛擬載荷結(jié)果分析
3.7.5 疲勞耐久仿真自動化
參考文獻
第4章 NVH仿真技術
4.1 整車噪聲產(chǎn)生機理
4.1.1 結(jié)構傳播噪聲
4.1.2 氣動噪聲
4.1.3 氣動噪聲的產(chǎn)生機理
4.2 車體結(jié)構傳播噪聲仿真與優(yōu)化
4.2.1 聲振耦合結(jié)構噪聲
4.2.2 車體板件輻射噪聲
4.2.3 基于MVTF的車體阻尼片優(yōu)化降噪技術
4.2.4 MTF仿真技術在降低板件輻射噪聲中的應用
4.2.5 阻尼片MTF仿真優(yōu)化技術
4.2.6 噪聲聲學包裝技術
4.3 氣動噪聲控制及仿真技術
4.3.1 氣動噪聲的控制技術
4.3.2 路噪仿真技術
4.3.3 風噪仿真技術
4.3.4 模態(tài)耦合的制動噪聲分析技術
4.3.5 風窗振動引起的車內(nèi)轟鳴聲問題分析及整改
4.4 NVH仿真精度提升
4.4.1 聲腔模態(tài)仿真精度提升
4.4.2 車體結(jié)構噪聲仿真精度提升
4.4.3 聲學包仿真精度提升
4.4.4 進排氣系統(tǒng)傳遞損失仿真精度提升
4.4.5 MATV技術在車內(nèi)低頻噪聲分析中的應用
4.5 未來發(fā)展
4.5.1 NVH仿真精度的提升
4.5.2 仿真快速建模技術
4.5.3 二次開發(fā)的大量應用
4.5.4 新能源汽車NVH仿真
4.5.5 NVH仿真提升聲品質(zhì)
4.5.6 多物理場耦合NVH仿真
4.5.7 NVH仿真虛擬現(xiàn)實體驗技術
參考文獻
第5章 汽車碰撞安全仿真
5.1 汽車碰撞仿真研究機理
5.1.1 碰撞仿真機理
5.1.2 被動安全性的發(fā)展方向
5.1.3 仿真設計對C-NCAP指標分解分析
5.1.4 行人保護仿真技術
5.2 正面碰撞仿真與試驗對標分析
5.2.1 碰撞模型的建立
5.2.2 正面碰撞仿真與試驗對比（加入失效前）
5.2.3 零部件失效分析
5.2.4 正面碰撞仿真與試驗對比（加入失效后）
5.2.5 小結(jié)
5.3 側(cè)面和偏置碰撞中的關鍵部件仿真技術
5.3.1 正面40%偏置碰撞制動踏板仿真技術
5.3.2 基于TRIZ理論的車門防撞梁多目標優(yōu)化研究
5.4 基于行人保護的仿真技術
5.4.1 行人保護法規(guī)介紹和頭部傷害評價
5.4.2 基于頭部損傷特性的發(fā)動機艙理想潰縮空間技術
5.4.3 基于GTR行人頭部保護的某車改進分析
5.4.4 行人保護小腿碰撞分析及優(yōu)化改進
5.4.5 能量控制法對某車行人大腿保護性能改進優(yōu)化
5.4.6 小結(jié)
5.5 兒童座椅固定支架仿真設計
5.5.1 現(xiàn)象分析
5.5.2 固定裝置載荷分析
5.5.3 運動姿態(tài)分析
5.5.4 優(yōu)化改進及驗證
5.5.5 小結(jié)
5.6 汽車追尾仿真技術
5.6.1 某座椅鞭打性能及風險分析
5.6.2 頸部損傷機理及受力特性
5.6.3 受力分析法對座椅性能優(yōu)化改進
5.6.4 小結(jié)
5.7 未來發(fā)展
參考文獻
第6章 空氣動力學仿真
6.1 空氣動力學技術
6.1.1 空氣動力學產(chǎn)生機理
6.1.2 空氣動力學技術開發(fā)方法
6.1.3 空氣動力學分析方法
6.1.4 空氣動力學對汽車造型的影響
6.1.5 空氣動力學的發(fā)展
6.2 空氣動力學技術應用
6.2.1 空氣動力學仿真流程
6.2.2 整車風阻仿真技術
6.2.3 后視鏡仿真分析技術
6.2.4 某越野汽車除霜風道CFD分析及結(jié)構優(yōu)化
6.2.5 基于CFD分析的汽車側(cè)窗風振噪聲研究
6.3 氣動噪聲仿真技術
6.3.1 氣動噪聲基本理論
6.3.2 氣動噪聲的產(chǎn)生機理
6.3.3 風噪
6.3.4 小結(jié)
6.4 熱管理仿真技術
6.4.1 熱管理技術現(xiàn)狀
6.4.2 機艙熱害技術分析
6.4.3 3D流場仿真分析
6.4.4 小結(jié)
6.5 未來發(fā)展
參考文獻
第7章 汽車動力學仿真技術
7.1 汽車多體動力學分析機理
7.1.1 操縱穩(wěn)定性仿真設計機理
7.1.2 乘坐舒適性仿真設計機理
7.1.3 多體動力學建模機理
7.2 關鍵部件的參數(shù)敏感性分析
7.2.1 懸架對操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性參數(shù)敏感性分析
7.2.2 不同懸架的分析結(jié)果
7.2.3 DOE的重要意義
7.2.4 典型輪胎動力學模型
7.2.5 輪胎試驗
7.2.6 輪胎動力學建模技術
7.2.7 小結(jié)
7.3 R&H仿真設計基本方法
7.3.1 整車性能目標設定
7.3.2 操縱穩(wěn)定性指標設定流程
7.3.3 整車模型的建立
7.3.4 K&C性能分析
7.3.5 部件邊界載荷分析
7.3.6 仿真與試驗對標
7.3.7 操控性能目標初步達成
7.4 整車操控性優(yōu)化分析方法
7.4.1 整車性能優(yōu)化流程
7.4.2 整車性能優(yōu)化方法
7.4.3 整車性能優(yōu)化技術
7.5 轉(zhuǎn)向干摩擦仿真技術
7.5.1 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型
7.5.2 轉(zhuǎn)向力仿真分析
7.5.3 小結(jié)
7.6 數(shù)字化路面在整車乘坐舒適性分析中的應用
7.6.1 路譜虛擬迭代流程
7.6.2 路譜虛擬迭代原理
7.6.3 平順性工況道路譜迭代
7.6.4 越野車乘坐舒適性仿真技術
7.6.5 構建數(shù)字化路面的方法
7.6.6 數(shù)字化路面技術路線
7.6.7 虛擬試驗場仿真精度確定技術
7.6.8 虛擬試驗場技術應用展望
7.6.9 小結(jié)
7.7 基于EPS系統(tǒng)性能的汽車轉(zhuǎn)向愉悅性仿真分析
7.7.1 EPS系統(tǒng)工作機理
7.7.2 EPS系統(tǒng)電動機驅(qū)動控制模型
7.7.3 基于EPS系統(tǒng)的整車多領域模型
7.7.4 轉(zhuǎn)向愉悅性仿真分析
7.7.5 小結(jié)
7.8 動力學在運動件分析中的技術應用
7.8.1 基于沖擊函數(shù)接觸算法的汽車車門限位器受力分析
7.8.2 沖擊函數(shù)接觸算法
7.8.3 仿真分析結(jié)果及試驗對標
7.8.4 傳動軸萬向節(jié)相位角優(yōu)化分析
7.8.5 傳動軸萬向節(jié)運動分析
7.8.6 仿真分析
7.9 未來發(fā)展
7.9.1 支持車輛運動性能設計的駕駛模擬技術
7.9.2 仿真驅(qū)動汽車動力學性能的設計
參考文獻
第8章 動力性經(jīng)濟性仿真分析
8.1 動力性經(jīng)濟性仿真技術現(xiàn)狀
8.2 動力性經(jīng)濟性仿真分析機理
8.2.1 燃油汽車仿真機理
8.2.2 電動汽車仿真機理
8.2.3 小結(jié)
8.3 典型工況動力性經(jīng)濟性仿真分析
8.3.1 模型搭建
8.3.2 整車動力性經(jīng)濟性仿真分析指標
8.3.3 整車動力性經(jīng)濟性仿真敏感度分析
8.3.4 自動變速器換檔策略標定
8.3.5 雙離合變速器的整車匹配技術
8.3.6 WLTC工況下手動檔換檔點分析技術
8.3.7 整車傳動比優(yōu)化仿真技術
8.3.8 全時四驅(qū)技術仿真分析
8.3.9 小結(jié)
8.4 能量管理節(jié)能及其在新能源汽車中的應用
8.4.1 傳統(tǒng)燃油車整車能量分解模型
8.4.2 純電動汽車動力性經(jīng)濟性仿真
8.4.3 純電動汽車能量匹配技術
8.5 未來發(fā)展
參考文獻
第9章 二次開發(fā)
9.1 仿真自動化技術概述
9.2 仿真自動化工具及方式
9.3 七步法構建仿真自動化技術
9.4 程序開發(fā)的關鍵技術
9.4.1 關鍵技術的介紹
9.4.2 自動化仿真途徑
9.4.3 HyperWorks軟件包二次開發(fā)
9.4.4 TCL&TK語言
9.5 仿真自動化的典型技術
9.5.1 CAE仿真概述
9.5.2 多學科聯(lián)合仿真自動化技術
9.5.3 多學科聯(lián)合仿真實施方案
9.5.4 典型結(jié)構件仿真自動化技術
9.6 汽車懸架載荷計算自動化
9.6.1 系統(tǒng)建設內(nèi)容及具體實施方式
9.6.2 小結(jié)
9.7 乘用車車身結(jié)構仿真自動化
9.7.1 車身結(jié)構自動化仿真技術開發(fā)總述
9.7.2 賦予屬性自動化技術開發(fā)
9.7.3 白車身關鍵點動剛度、面剛度仿真自動化
9.7.4 車門結(jié)構仿真自動化
9.7.5 行李艙蓋結(jié)構仿真分析流程自動化設計
9.7.6 外覆件抗凹仿真自動化
9.8 汽車綜合性能仿真自動化技術
9.8.1 整車動力性經(jīng)濟性高效仿真及選型自動化
9.8.2 汽車懸架K&C仿真自動化
9.8.3 整車操縱穩(wěn)定性仿真自動化
9.8.4 行人頭部模型對發(fā)動機艙自動定位及批量建模
9.9 未來發(fā)展
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