根据CIMdata对过去5年仿真分析(CAE)市场的统计数据,按营收排名前5的CAE软件供应商依次是ANSYS、MathWorks、Dassault Systemes、Simenens PLM和Altair。除这些厂商提供的各种CAE软件外,按照软服之家2016年10月对CAE软件行业的调查分析,全球面向不同专业领域的CAE软件有超过500款。在如此琳琅满目的CAE软件中,企业如何找到适合于自身业务和价值需要的软件,是一件需要企业用户和软件供应商投入大量精力的事情。软服之家以制造业中具有代表性的汽车整车行业为例,分析汽车整车开发流程中常用到的典型CAE软件,为您的软件选型和应用提供一定的参考。
一、CAE软件在整车开发中的应用
汽车厂商应用CAE软件于整车的开发流程各阶段:
- 概念阶段:建立汽车的设计目标;
- 工程化阶段:满足整车开发中的设计目标;
- 验证阶段:验证整车开发阶段的性能并找出设计不足之处,验证设计和产品的改进。
二、CAE软件在汽车整车开发的各阶段的典型应用场景:
- 分析前后处理;
- 流体分析;
- 动力学分析;
- NVH分析;
- 耐久性分析;
- 汽车防撞性与乘员安全性分析;
- 优化分析。
三、CAE仿真软件在整车开发各领域应用情况汇总:
工作项 | 典型软件 | 供应商 | 案例及说明 |
前后处理 | HyperMesh | Altair | 在北美市场和中国市场应用广泛。中国市场90%以上的主机厂使用。 |
ANSA | BETA | 欧洲市场应用广泛 | |
VPG | ETA | 汽车专用前处理 | |
流体分析 | Fluent | ANSYS | 通用、福特、戴姆勒克莱斯勒、丰田、本田、日产、法拉利、标致等 |
Star-CD | Siemens PLM | 通用、福特、戴姆勒克莱斯勒、丰田、本田、日产、宝马、大众、保时捷等 | |
Acusolve | Altair | 相对较为小众,福特 | |
Star-CCM+ | Siemens PLM | 长安汽车 | |
多体动力学 | MSC.Adams | MSC | 低频范围内优势明显,福特、丰田、通用、戴姆勒克莱斯勒、本田、日产等 |
Simpack | 达索系统 | 高频范围内应用逐渐增多,宝马、戴姆勒、本田、捷豹路虎、MAN、维斯塔斯等 | |
Motionsolve | Altair | 较为小众,Ashok Leyland(印度)、 | |
碰撞安全 | Ls-Dyna | ETA | 几乎已成为整车厂的标配 |
Abaqus | 达索系统 | 宝马 | |
Radioss | Altair | 较为小众,福特 | |
结构耐久性 | MSC.Nastran | MSC | 主流应用软件,通用、福特、BMW、菲亚特等 |
OptiStruct | Altair | 兼容MSC.Nastran的关键字 | |
Abaqus | 达索系统 | 结构非线性方面具有明显优势 | |
MSC.Fatigue | MSC | ||
nCode | nCode International | 能力与MSC.Fatigue几乎相当 | |
NVH | MSC.Nastran | MSC | 用户较多 |
OptiStruct | Altair | 与MSC.Nastran功能相当,大模型计算速度有优势 | |
优化 | Tosca | 达索系统 | 与Altair OptiStruct在结构优化方面功能相当 |
OptiStruct | Altair | ||
Isight | 达索系统 | DOE多目标优化领域领先 |
参考知识:
四、CAE软件在汽车整车开发各阶段的应用详解。
1、概念设计阶段,CAE软件主要应用在以下方面:
- 确定新车的设计目标值;
- 法规、车身静刚度、整车NVH、整车安全性等目标
- 分析竞争样车;
- 目标车的典型截面、接头刚度分析及优化;
- 目标车的白车身静态刚度与模态分析;
- 前纵梁碰撞分析;
- 门侵入模拟;
- 目标车的车顶压溃模拟。
2、工程化详细设计阶段,CAE软件主要应用在以下方面:
- 车身强度与刚度分析及其灵敏度分析:
- 截面分析与接头刚度分析
- 弯曲刚度和扭转刚度
- 开闭件的强度与刚度分析:
- 前门、后门、发动机盖、行李箱盖、前翼子板等;
- 车身局部强度与刚度分析
- 仪表盘、管柱、前保险杆、后保险杆、座椅、安全带、膝盖等;
- 模态分析以及频率响应分析:
- 模态分析、动刚度分析、传递函数分析、声穴分析、舒适性分析等;
- 安全性分析:
- 前碰、侧碰、后碰、车顶压溃、头部保护分析、行人保护分析等。
3、 实验验证阶段,CAE软件主要应用在以下方面:
- 设计车型的CAE的验证分析:
- 刚度分析;
- 模态分析;
- 前碰撞分析;
- 侧碰撞分析;
- 后碰撞分析;
- 行人保护分析。