汽車底盤智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)的研發(fā)

孫永飛 羅文靜 邸云龍 陳賀峰

摘 要：隨著人們生活水平的提高，人們對汽車的性能要求也在逐漸提高，因此在汽車的研發(fā)過程中必須要提高汽車研發(fā)的技術(shù)水平，并且要在汽車研發(fā)時(shí)，投入更多的高科技技術(shù)，只有這樣才能夠保證我國汽車產(chǎn)業(yè)可以得到更好的發(fā)展，從而滿足人們對于汽車性能的要求?；诖?，文章通過分析汽車底盤智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)的具體使用方式，探究智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)在汽車底盤開發(fā)研究過程中的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：汽車底盤;智能化;設(shè)計(jì)分析系統(tǒng);研發(fā)

中圖分類號：U463.1 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）09-166-03

Research and development of intelligent design and analysis systemfor automobile chassis

Sun Yongfei， Luo Wenjing， Di Yunlong， Chen Hefeng

（ Carrefour （Shandong） Automobile Technology Co.， Ltd.， Shandong Rizhao 276800 ）

Abstract：?as people living standard rise， people on the car's performance requirements are also gradually improve， so in the process of automobile r&d must improve the level of automobile research and development of technology， and to research and development， the car more high-tech technology， only in this way can guarantee the automobile industry can get better development in our country， to satisfy the requirement of people for car performance.Based on this， this article through the analysis of how to use the intelligent automobile chassis design and analysis system， explore the intelligent system in automobile chassis design and analysis the application value in the process of development.

Keywords： Automobile chassis;?Intelligent;?Design and analysis system;?Research and development

CLC NO.：?U463.1??Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）09-166-03

1 汽車底盤智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)的系統(tǒng)定位和功能集成

1.1 汽車底盤智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)的定位功能

在我國汽車的開發(fā)制造過程中，零部件的設(shè)計(jì)對接和制造工作主要使用的是cae仿真分析法，通過這種仿真分析的方法，可以在系統(tǒng)上模擬出零部件之間的設(shè)計(jì)對接流程，然后判斷制造后的汽車底盤是否符合相應(yīng)的性能要求。而使用CAE仿真分析法，先對零部件的設(shè)計(jì)對接流程進(jìn)行分析再進(jìn)行制造，之間的對接流程難免會出現(xiàn)一定的誤差，并且也會造成整個(gè)過程相對較為繁瑣，因此使用智能化的設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)解決這一問題，是當(dāng)前汽車底盤設(shè)計(jì)工程師和研究開發(fā)人員的主要責(zé)任和義務(wù)。 現(xiàn)階段我國汽車行業(yè)在底盤的生產(chǎn)制造和設(shè)計(jì)過程中，智能化系統(tǒng)已經(jīng)具備的條件有以下幾點(diǎn)，首先是由于已經(jīng)開發(fā)出了CA TIA軟件，通過這一軟件可以使用CAD建模功能和CAE現(xiàn)象分析模塊，組成較為成熟可靠的分析平臺，并且能夠提供二次開發(fā)的語言和平臺。其次是現(xiàn)階段汽車生產(chǎn)廠內(nèi)的生產(chǎn)線已經(jīng)能夠明確的分析出CAE的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)流程，并且可以保證生產(chǎn)線的運(yùn)行狀況穩(wěn)定。最后是現(xiàn)階段汽車底盤的產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作人員已經(jīng)對CAE分析具有了一定的了解，并且能夠熟練的掌握CAE的具體使用流程。根據(jù)以上具備的幾點(diǎn)客觀條件，可以使現(xiàn)階段我國汽車底盤智能化設(shè)計(jì)開發(fā)系統(tǒng)的工作效率明顯提升。 在汽車底盤的設(shè)計(jì)過程中，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)布，數(shù)據(jù)的獲取主要是使用CAE仿真評估系統(tǒng)，而由于CAE仿真評估系統(tǒng)需要具備專業(yè)性的人員進(jìn)行操作和數(shù)據(jù)收集，因此必須使用CAE仿真分析工程師給出的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析。為了保證汽車底盤的開發(fā)效率能夠得到有效的提高，每一個(gè)數(shù)據(jù)的更改流程和收集流程都必須由仿真分析工程師建立相應(yīng)的模型系統(tǒng)和針對仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)評估。本文所講述的智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)具備智能性的優(yōu)點(diǎn)和簡易性的優(yōu)點(diǎn)，因此在使用這一系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析工作時(shí)，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工程師可以承擔(dān)設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)的運(yùn)行工作，同時(shí)在整個(gè)汽車底盤的數(shù)據(jù)發(fā)布和使用過程中，可以形成一個(gè)小型的循環(huán)系統(tǒng)，通過這一個(gè)小型的循環(huán)系統(tǒng)可以有效的減少整個(gè)汽車系統(tǒng)數(shù)據(jù)發(fā)布流程的循環(huán)次數(shù)，從而改善汽車數(shù)據(jù)發(fā)布的效率。當(dāng)前汽車底盤智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)的主要工作流程是首先將汽車底盤中的所有零部件以及系統(tǒng)進(jìn)行幾何生成，生成為仿真模擬軟件能夠識別的形狀和零部件，然后在小循環(huán)的過程中，可以使用簡易的仿真模擬系統(tǒng)，將集合生成的零部件及線路進(jìn)行模擬仿真，在仿真后的系統(tǒng)中，進(jìn)行優(yōu)化迭代，這樣可以保證通過仿真系統(tǒng)的應(yīng)用提高整車數(shù)據(jù)的使用效率，最后再將優(yōu)化迭代后的數(shù)據(jù)及系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合生成，然后形成一個(gè)幾何生成到簡易仿真到優(yōu)化迭代的小循環(huán)。最后是在汽車底盤設(shè)計(jì)的過程中，需要形成一個(gè)大循環(huán)，首先是也需要將零部件以及相應(yīng)的線路形成一個(gè)幾何圖形的形式，并且要保證仿真系統(tǒng)能夠識別，然后將所有生成的數(shù)據(jù)傳輸?shù)紺AE仿真模擬系統(tǒng)中，最后由CAE發(fā)射模擬系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，最終發(fā)布出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。有小循環(huán)系統(tǒng)和大循環(huán)系統(tǒng)功能，組成了智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)的定位功能。

1.2 汽車底盤智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)的集成功能

當(dāng)前在汽車底盤設(shè)計(jì)和制造開發(fā)的過程中，智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)，不僅具有定位功能，也可以將所有的功能和模塊進(jìn)行集成化。當(dāng)前我國在汽車底盤智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)中，需要集成的功能主要有以下幾個(gè)，首先是模型和數(shù)據(jù)處理功能，其次是分析模型創(chuàng)建功能，然后是計(jì)算和分析報(bào)告功能，將這些功能集成在一起，不僅可以提高汽車底盤智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)的應(yīng)用效率，還可以使汽車底盤的設(shè)計(jì)和制造開發(fā)效率和水平得到有效的提高。首先在模型和數(shù)據(jù)處理功能中的主要工作流程是使用CAD軟件將所有的工作進(jìn)行智能化的轉(zhuǎn)變，然后創(chuàng)建相應(yīng)的硬點(diǎn)，并且進(jìn)行螺栓處理和焊縫處理的。然后再分析模型創(chuàng)建的過程中需要使用集成的功能，首先需要將網(wǎng)格劃分和焊縫連接兩個(gè)功能進(jìn)行集成，并且創(chuàng)建相應(yīng)的模型，然后需要將材料屬性，其他連接和約束加載等功能集成在一起，形成另一個(gè)模型，最后是將工況與荷載功能集中在一起共同組成智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)的分析模型創(chuàng)建步驟?；鶎庸ぷ魇瞧嚨妆P智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)中最為復(fù)雜和繁重的工作，通過集成化不僅能夠體現(xiàn)智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，還能夠保證提高汽車底盤設(shè)計(jì)和制造的自動(dòng)化及智能化，同時(shí)提高了CAE貼膜的準(zhǔn)確性和效率性。然后另一個(gè)步驟是需要進(jìn)行計(jì)算，在計(jì)算的過程中所使用的計(jì)算軟件主要是CTI軟件里自帶的求解析，通過求解器可以對所有的工作數(shù)據(jù)進(jìn)行批量的計(jì)算，這樣可以減少計(jì)算的時(shí)間，并且提高汽車底盤智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)的集成效率。最后是根據(jù)計(jì)算的結(jié)果需要進(jìn)行報(bào)告模塊的分析，在報(bào)告模塊分析的過程中，首先使用SENSOR創(chuàng)建并且自動(dòng)生成的報(bào)告功能來進(jìn)行報(bào)告的自動(dòng)生成，最終將自動(dòng)生成的報(bào)告?zhèn)鬟f給開發(fā)工程師，從而應(yīng)用在汽車底盤的開發(fā)和制造過程中。

綜上所述，使用CAD軟件將所有的汽車底盤零部件和線路及系統(tǒng)使用幾何生成的形式，在CAD軟件上表示出來，然后將所有的數(shù)據(jù)傳遞給CAE仿真模擬軟件進(jìn)行處理，這樣最終可以得到想要觀察的數(shù)據(jù)和報(bào)告，提高汽車企業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化效率和流程標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)現(xiàn)智能化首先要安裝智能化承載設(shè)備，例如再汽車中安裝計(jì)算機(jī)和傳感器、報(bào)警器設(shè)備等，然后需要調(diào)節(jié)編寫控制程序，利用PLC編程軟件控制智能化操作系統(tǒng)，最終通過輸出系統(tǒng)與操作系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)底盤的智能化操作。

2 汽車底盤智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

由于汽車底盤智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)不僅能夠提高汽車底盤設(shè)計(jì)開發(fā)的效率，還能夠改善汽車底盤開發(fā)的質(zhì)量，所以現(xiàn)階段智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在我國車輛的制造過程中。同時(shí)使用該系統(tǒng)具備以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，首先是可以有效的提高分析的效率。例如以傳統(tǒng)的副車架為例，進(jìn)行分析效率的探究，當(dāng)前傳統(tǒng)副車架進(jìn)行仿真分析的過程中，其主要的工作流程是需要進(jìn)行零件的識別，然后對所有識別的零部件進(jìn)行約束加載，同時(shí)進(jìn)行焊縫的識別，并且將載荷導(dǎo)入進(jìn)去，創(chuàng)建相應(yīng)的連接方式，最后通過約束設(shè)置創(chuàng)建相應(yīng)的模型，并且進(jìn)行處理。使用傳統(tǒng)的手動(dòng)操作方式和傳統(tǒng)的系統(tǒng)進(jìn)行分析，需要的時(shí)間大概為7個(gè)小時(shí)左右而使用智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)以后，可以保證在6個(gè)小時(shí)左右既能夠生成相應(yīng)的報(bào)告，因此可以表明智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中可以極大的節(jié)約工作的時(shí)間。其次是智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)還能夠提高分析結(jié)果的可信度。以某底盤上的發(fā)動(dòng)機(jī)為例，使用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析方法和智能化設(shè)計(jì)分析方法相比，雖然變化趨勢基本相同，但是智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)的定位更加準(zhǔn)確，并且可以在原有的基礎(chǔ)上將設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，因此這種方法所輸出的結(jié)果更加具備可信性。

最后汽車底盤智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過程中不僅能夠提高生產(chǎn)效率，能夠增加可信性，同時(shí)還可以有效的改善工廠的經(jīng)濟(jì)效益，利用這種系統(tǒng)可以使專業(yè)的理論知識轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)流程中所需要的流程標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而可以提高零部件設(shè)計(jì)的質(zhì)量和水平，同時(shí)，使用該系統(tǒng)也可以保證零部件在設(shè)計(jì)的過程中和仿真分析模擬過程進(jìn)行有效的鏈接，這樣可以保證整個(gè)生產(chǎn)流程的自動(dòng)化水平得到有效的提高。最后是使用這種系統(tǒng)可以將所有仿真的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步的計(jì)算，即節(jié)省了計(jì)算的時(shí)間又提高了資源使用的效率。

3 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新，人工智能化已經(jīng)成為了各行各業(yè)追求的科技目標(biāo)，所以在汽車底盤的設(shè)計(jì)和制造過程中，使用智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)，不僅能夠幫助開發(fā)人員縮短汽車底盤設(shè)計(jì)制造的時(shí)間，還能夠提高汽車底盤設(shè)計(jì)和制造的水平。雖然已經(jīng)明確汽車底盤開發(fā)和制造使用智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)，并且熟練的掌握智能化設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)的應(yīng)用流程，但在應(yīng)用過程中還存著很多實(shí)際性問題需要解決。

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