整車安全與 NVH 振動噪音模擬

整車安全性設計

隨著對類比分析更高精度的需求以及電腦性能的提升,OEM 公司越來越傾向於採用更加精細的建模方法,導致碰撞模擬分析所建立的整車模型規模越來越大。這對求解器的平行計算效率提出了更高的要求。Altair Radioss 瞬態非線性求解器,具有高擴展性、高品質、高魯棒性的特點,在汽車碰撞安全模擬方面有著獨特的優勢。

高擴展性、高品質、高穩健性

提供先進的平行求解技術 - MPP,HMPP,對於解決大變形,高非線性結構分析問題提供了優秀的高擴展性能,並行呈現近似線性加速比。經過的大量測試發現,使用 Radioss 求解器進行模擬,盡可能避免 CPU 核心數、節點數、執行緒數對模擬分析結果造成的誤差影響。保證本地與雲端計算結果一致性,提升了平行計算雲爆發的可靠性。

HyperWorks 完整、一體化的汽車安全軟體平台解決方案:

Radioss 求解器深度集成於 HyperWorks 軟體平台中 - 可實現從網格劃分、模型組裝、被動安全設定、氣囊折疊,以及後處理等完整模擬流程
豐富的材料本構和失效模型庫:與領先的材料供應商 - 寶鋼股份深度合作,內嵌精准和全面的材料庫,可直接提供 Radioss 材料卡片和失效資料
CNCAP2021 應對策略
新能源車側碰:鋰電池多尺度多物理場模擬,確定電池包安全邊界,為新能源車優化提供方向
行人保護:提供 ALTER 汽車玻璃失效,精准預測成人頭部損傷
行人保護:HUMOS 生物力學假人,預測行人,自行車碰撞時間歷程
兒童座椅:與兒童座椅廠商深度合作,提供兒童座椅碰撞安全解決方案

豐富的材料本構模型和材料失效模型庫

Radioss 求解器包含了最完整的材料本構和失效模型庫(超過300多種組合),可以類比金屬材料、合金材料、複合材料、泡沫、橡膠、混凝土、生物材料,以及更多材料本構,並且有多種失效模型可以結合使用。

完整的碰撞安全模型庫:CNCAP 2021, EuroNCAP, C-IASI,IIHS

正碰:HIII 5%,50%,Q3,Q10, THOR, MPDB

側碰:WSID 50%, SID IIS, AEMDB

後碰:BIORID lig

行人保護:Adult/Child headform, Upper leg, Flex PLI,aPLI

車輛 NVH 振動性能分析

NVH (雜訊、振動與舒適性)已經成為客戶挑選汽車的重要衡量指標。傳統汽車行業在車身、整車 NVH 方面已經積累了非常成熟的經驗;新能源汽車雖然在 NVH 方面很天然的優勢,但隨之而來的空調等雜訊同樣是制約新能源汽車 NVH 性能的重要方面。同時,路噪等傳統 NVH 問題在新能源汽車中也依然存在。因此電動/混合動力汽車的研發工程師同樣面臨諸多 NVH 的挑戰。

NVH Director 是 Altair 公司集成全球主要汽車 OEM 公司 20 多年的整車 NVH 分析經驗和流程而推出的整車 NVH 解決方案。在説明傳統汽車進行 NVH 模擬和 NVH 性能優化方面已經取得了非常優異的成績。同樣的, NVH Director 也完全適用於新能源汽車的研發。

NVH Director 高度集成於 HyperWorks,使用者介面友好,是為優化產品設計和性能而定制的解決方案。NVH Director 提供了全面的整車模擬方法,包括所有車輛子系統的建模工具,如內飾車身、懸架、轉向系和集成協力廠商有限元輪胎模型等, 以及基於模組化的整車自動化裝配和分析環境,可以引導汽車企業進行全模擬的正向車輛開發。

異音分析

由於沒有傳統發動機這個最重要的噪音源,在傳統汽車中處於次要位置的一些 NVH 問題將會成為新能源車的舒適性的重要評價準則,比如車內異音。因此需要在新能源車研發前期就進行異音問題的預測和評估。

Altair 推出的 Squeak and Rattle Director (SnRD) 是一套全新的綜合軟體自動化工具集,能夠快速識別和分析多套設計方案,基於國際先進的 E-LINE 方法在設計初期即可識別潛在的異音問題區域,不僅能提高整體設計品質,還可以節省大量成本和時間。

SnRD 集成的異音模擬四步法:

第一步:創建以普通 NVH 模型為基礎的模擬模型,並定義接觸線和公差。

第二步:定義激勵載荷,例如道路測試生成的時域動態載荷,或者由功率頻譜密度(PSD) 載荷生成的偽隨機時域信號載荷。

第三步:計算動態公差並比較時域計算範圍內接觸線或間隙的目標位移與最大位移。

第四步:使用統計法分析和評估相對位移,整合/對比靜態公差和動態公差。由此預測可能發生異音的問題區域。

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