汽车CAD/CAE技术与工程应用

　　《汽车CAD/CAE技术与工程应用》以国内汽车行业产品设计开发的技术现状及发展趋势为背景，围绕汽车产品设计开发这一主线，结合汽车产品的结构特点和开发模式，系统介绍CAD/CAE技术在汽车工程领域应用的基本原则和实施要点。

　　羊玢，男，1974年8月生，湖南大学博士后，教授、硕士研究生导师。南京林业大学汽车与交通工程学院副院长，中国汽车工程学会会员，中国生物医学工程学会会员，南京机械工程学会常务理事，南京机械工程学会汽车与内燃机专委会主任委员，国防工业出版社普通高等教育汽车类专业“十二五”规划教材编写委员会副主任委员，南京林业大学车辆工程研究所副所长、国家职业技能鉴定汽车修理工考评员、全国三维数字化创新设计大赛评审专家。应邀担任2本国际期刊编委，多本国内外期刊、会议审稿人。担任江苏省战略性新兴产业专家委员会、江苏省货物招标评标委员会、中国国际招标网等会员或专家。担任2015ICITBS（智能交通、大数据和智慧城市）国际会议执行主席、International Journal of Mechanical Science、Biomed Research International、汽车技术等国内外期刊审稿人。 先后主持或参与省内外科研项目30余项，主持教研项目8项。在学术期刊和学术会议上发表论文107篇，其中d一或通讯作者SCI收录9篇，EI或ISTP收录10篇，CSCD收录8篇。主编出版学术专著2部，教材4部。申请专利35项，获授权

目录
CONTENTS
第1章绪论
1.1汽车CAD/CAE技术概述
1.1.1汽车CAD／CAE概念
1.1.2汽车CAD/CAE集成的关键技术
1.1.3汽车CAD/CAE技术的应用
1.2汽车CAD／CAE技术的发展
1.2.1CAD／CAE技术发展的历史
1.2.2CAD／CAE技术发展的趋势
1.3汽车CAD／CAE系统结构
1.3.1CAD／CAE集成系统的特点
1.3.2CAD/CAE集成系统的典型体系结构
第2章CAD/CAE技术在汽车行业中的应用
2.1CAD技术在汽车行业中的应用
2.1.1CAD技术在汽车行业中的应用领域
2.1.2国外汽车行业CAD技术应用情况
2.1.3我国制造业和汽车行业CAD技术应用情况
2.1.4我国制造业和汽车企业应如何应用CAD技术
2.2CAE技术在汽车设计中的应用
2.2.1计算机辅助工程概述
2.2.2CAE技术在汽车产品开发中的全面引入
2.2.3CAE技术需要解决的关键问题
2.2.4国内汽车行业的CAE技术应用情况
2.2.5发展中的汽车CAE技术
2.3常见的汽车CAD／CAE系统
2.4CAD／CAE系统软硬件选用原则
2.4.1CAD／CAE系统的硬件选用原则
2.4.2CAD／CAE系统的软件选用原则
第3章汽车CAE的部分主流软件系统及其应用
3.1CAE软件及选择
3.2ADAMS软件及其应用
3.2.1MSC.ADAMS简介
3.2.2基于ADAMS/Car四轮转向汽车操纵动力学仿真
3.3ANSYS软件及其应用
3.3.1ANSYS简介
3.3.2基于ANSYS的白车身结构分析
3.4Nastran软件及其应用
3.4.1MSC.Nastran简介
3.4.2MSC.Nastran在轻型客车NVH特性研究中的应用
3.5SYSNOISE软件及其应用
3.5.1LMS. SYSNOISE简介
3.5.2应用SYSNOISE进行车身乘坐室声振模态分析
3.6MATLAB/Simulink软件及其应用
3.6.1MATLAB/Simulink简介
3.6.2应用MATLAB/Simulink进行四轮转向车辆的控制研究
3.7RecurDyn软件及其应用
3.7.1RecurDyn简介
3.7.2应用RecurDyn进行汽车发动机正时链系统仿真
3.8RADIOSS软件及其应用
3.8.1RADIOSS简介
3.8.2应用RADIOSS进行保险杠碰撞仿真
第4章汽车驱动桥壳CAD建模与优化设计
4.1驱动桥壳的功用及结构形式
4.2UG NX软件简介
4.2.1UG产品的特点
4.2.2UG各功能模块
4.3驱动桥壳建模
4.3.1桥壳本体总成建模
4.3.2桥壳半轴套筒建模
4.3.3桥壳凸缘建模
4.3.4桥壳加强环建模
4.3.5制动器支架固定板建模
4.3.6弹簧固定座建模
4.3.7桥壳盖总成建模
4.4驱动桥壳的有限元分析
4.5结构静力学分析
4.5.1满载荷静力学分析
4.5.22.5倍满载荷静力学分析
4.6结构模态分析
4.7优化分析
4.7.1结构优化设计
4.7.2参数化优化设计
第5章汽车车轮钢圈结构强度分析
5.1车轮钢圈的功用及结构形式
5.2建模设计平台简介
5.2.1CATIA草图设计平台
5.2.2零件设计平台
5.2.3创成式曲面造型设计平台
5.2.4FreeStyle(自由曲面设计)平台
5.3车轮钢圈建模
5.3.1钢圈本体总成建模
5.3.2梅花形分布沉头孔建模
5.3.3梅花形分布凹槽建模
5.3.4环形下沉切割凹槽建模
5.3.5轮辐主体建模
5.4CATIA V5有限元分析的特点
5.5车轮钢圈有限元网格划分
5.6车轮钢圈结构强度分析
第6章轿车前悬架动力学仿真及优化设计
6.1ADAMS的设计流程
6.2前悬架设计基本思路
6.2.1设计内容及要求
6.2.2建模过程中的假设
6.2.3分析优化的依据
6.3前悬架模型的建立
6.3.1建立汽车前悬架模型
6.3.2测试前悬架模型
6.3.3细化前悬架模型
6.3.4定制界面
6.3.5优化前悬架模型
6.4仿真结果分析
第7章汽车双离合自动变速器传动机构建模与仿真
7.1双离合器自动变速器结构及工作原理
7.2传动机构结构及工作原理
7.3DSG传动机构齿轮的建模
7.3.1斜齿轮传动相关知识
7.3.2创建表达式
7.3.3渐开线的绘制
7.3.4齿轮模型的创建
7.4轴及其他零件的建模
7.5DSG传动机构虚拟装配
7.5.1UG装配模块介绍
7.5.2轴上零件装配
7.5.3轴间装配
7.6DSG传动机构运动仿真分析
7.6.1建立运动分析方案
7.6.2一挡运动学仿真
7.6.3倒挡运动学仿真
第8章汽车自动变速器壳体逆向工程设计
8.1Geomagic软件特点
8.2壳体点云数据的处理
8.2.1多边形阶段的处理过程
8.2.2粗糙多边形的锐化
8.2.3孔的生成和整合
8.3曲面模型的创建
8.3.1检测曲率
8.3.2构造曲面片
8.3.3构造格栅
8.3.4生成曲面
8.4实体模型的创建
第9章DSG自动变速器离合器建模与虚拟装配
9.1DSG自动变速器基本结构和原理
9.2离合器参数化建模
9.2.1离合器K1
9.2.2离合器K2
9.2.3驱动盘
9.2.4离合器鼓
9.2.5离合器内部构件
9.3离合器虚拟装配
9.3.1离合器各部件总装
9.3.2虚拟装配动画制作
第10章基于热应力场耦合的涡旋压缩机动、静涡盘有限元分析
10.1涡旋压缩机概述
10.2涡旋压缩机工作原理
10.3动、静盘模型前期处理及其模型分析
10.3.1实体建模
10.3.2材料属性
10.3.3网格单元
10.3.4定义分析步
10.3.5边界条件及载荷
10.3.6提交分析作业
10.4动、静盘有限元分析
10.4.1热应力作用下的强度和变形结果分析
10.4.2气体压力作用下的强度和变形结果分析
10.4.3温度场和气体压力耦合作用下的应力与变形分析
10.4.4模型优化后的应力与变形分析
10.5总结与展望
第11章虚拟现实技术在自动变速器3D仿真的应用
11.1虚拟现实概述
11.2系统开发工具简介及其作用
11.2.1三维模型建模平台CATIA
11.2.2模型的格式转换平台3DVIA Composer
11.2.3三维模型的渲染以及分坐标平台3D Max
11.2.4虚拟交互平台Virtools
11.2.5辅助工具Photoshop CS4
11.3模型从CATIA到Virtools之间的关键技术
11.3.1格式问题
11.3.2模型的渲染
11.3.3分坐标
11.3.4模型导入Virtools的初步设置和对象建立
11.4虚拟装配平台开发
11.4.1虚拟交换环境
11.4.22D帧的设置
11.4.32D帧的BB设计
11.4.4动作BB的设置
11.4.5整体界面
11.5总结与展望
11.5.1操作BB的技巧
11.5.2模型以及界面的分组
11.5.3IC的设置
11.5.4命名技巧
11.5.5展望
第12章面部碰撞对行人头部生物力学模型损伤影响
12.1研究背景及意义
12.2头颈部有限元模型
12.3面部碰撞对头部生物力学模型损伤影响
12.3.1应力波传播路径
12.3.2颅内生物力学参数
12.4讨论
12.5总结与展望
第13章基于3D打印制造的汽车踏板设计优化
13.1基于3D打印制造踏板的设计背景及功用
13.2Altair Inspire软件简介
13.2.1Altair Inspire产品的特点
13.2.2Altair Inspire各功能模块及优化流程
13.3踏板结构拓扑优化详细过程
13.3.1踏板模型导入与优化空间指定
13.3.2拓扑优化工况设定
13.3.3拓扑优化设置并计算
13.3.4优化结果验证确认设计可靠性
13.3.5利用PolyNURBS拟合优化结果建模
13.3.6利用仿真分析验证最终设计的可靠性
参考文献