汽车仿真技术

　　《汽车仿真技术》主要探究了仿真技术在汽车开发中的工程应用，将仿真开发流程与汽车开发流程高度融合，并对在开发流程中所有涉及的仿真技术难题，通过仿真建模、技术优化、开发迭代、试验对标等，实现了技术突破，提炼出了核心技术。这些核心技术经过了工程验证且进一步抽象出来形成研究成果。本书涵盖了零部件结构、疲劳寿命、NVH、被动碰撞安全、空气动力学、操纵稳定性和乘坐舒适性、动力性经济性仿真和仿真自动化等技术，这些技术经过了多款、多轮车型开发的充分验证。《汽车仿真技术》可供车辆工程、信息技术和软件行业，以及大专院校从事汽车研究和仿真开发的设计师、工程师参考，也可以作为汽车专业研究生的教材。

　　史建鹏，东风汽车集团有限公司前瞻技术研究院院长，享受国务院特殊津贴专家，国家重大研发专项负责人，主要研究领域有CAE仿真技术、氢能及燃料电池开发技术、汽车前瞻技术等。

序言
前言

第１章　绪论
1.1　仿真技术发展历程
1.2　仿真对车企发展的作用
1.2.1　仿真技术在汽车开发中的作用
1.2.2　汽车仿真分析流程的建立
1.2.3　仿真开发阶段及节点控制
1.3　建立仿真技术体系
1.3.1　仿真理念
1.3.2　仿真分析体系
1.4　仿真技术架构
参考文献

第2章　零部件结构有限元仿真分析
2.1　有限元仿真基本理论
2.1.1　有限元技术能够分析的零部件性能
2.1.2　建立零部件有限元模型的方法
2.1.3　零部件结构性能的分析技术
2.1.4　零部件结构性能“好坏”的判定原则
2.1.5　常用的有限元分析软件
2.2　有限元建模的技术
2.2.1　有限元分析步骤
2.2.2　扭转刚度分析
2.3　有限元仿真优化技术
2.3.1　灵敏度分析
2.3.2　拓扑优化
2.3.3　形貌优化
2.4　关键工艺仿真分析技术
2.4.1　焊接工艺仿真技术
2.4.2　点焊连接有限元建模技术
2.4.3　基于冲压映射钣金件结构性能仿真分析
2.4.4　小结
2.5　关键部件仿真分析
2.5.1　白车身结构胶仿真分析
2.5.2　悬架上摆臂仿真分析技术
2.6　未来发展
参考文献

第3章　疲劳寿命仿真
3.1　疲劳耐久性分析概述
3.2　疲劳寿命仿真分析方法
3.2.1　疲劳寿命分析方法
3.2.2　结构件疲劳寿命分析应用
3.2.3　小结
3.3　基于载荷谱的汽车疲劳寿命仿真分析方法
3.3.1　疲劳载荷谱
3.3.2　基于载荷谱的白车身疲劳分析
3.3.3　某车型发动机舱盖耐久性能仿真优化研究
3.4　载荷谱分析方法
3.4.1　载荷信号的处理和分析
3.4.2　后轴支架疲劳分析精度提升及结构优化技术
3.4.3　基于道路载荷谱的备胎架耐久性分析
3.5　非金属零部件疲劳寿命分析
3.5.1　非金属结构件分析流程
3.5.2　塑料背门开闭耐久仿真分析
3.6　疲劳耐久性优化方法
3.6.1　等寿命设计的重要意义
3.6.2　传感器支架耐久分析及改进
3.6.3　三角臂耐久性能分析改进
3.7　未来发展
3.7.1　虚拟试验场技术趋势
3.7.2　虚拟试验场技术意义
3.7.3　虚拟试验场技术主要内容
3.7.4　虚拟载荷结果分析
3.7.5　疲劳耐久仿真自动化
参考文献

第4章　NVH仿真技术
4.1　整车噪声产生机理
4.1.1　结构传播噪声
4.1.2　气动噪声
4.1.3　气动噪声的产生机理
4.2　车体结构传播噪声仿真与优化
4.2.1　声振耦合结构噪声
4.2.2　车体板件辐射噪声
4.2.3　基于MVTF的车体阻尼片优化降噪技术
4.2.4　MTF仿真技术在降低板件辐射噪声中的应用
4.2.5　阻尼片MTF仿真优化技术
4.2.6　噪声声学包装技术
4.3　气动噪声控制及仿真技术
4.3.1　气动噪声的控制技术
4.3.2　路噪仿真技术
4.3.3　风噪仿真技术
4.3.4　模态耦合的制动噪声分析技术
4.3.5　风窗振动引起的车内轰鸣声问题分析及整改
4.4　NVH仿真精度提升
4.4.1　声腔模态仿真精度提升
4.4.2　车体结构噪声仿真精度提升
4.4.3　声学包仿真精度提升
4.4.4　进排气系统传递损失仿真精度提升
4.4.5　MATV技术在车内低频噪声分析中的应用
4.5　未来发展
4.5.1　NVH仿真精度的提升
4.5.2　仿真快速建模技术
4.5.3　二次开发的大量应用
4.5.4　新能源汽车NVH仿真
4.5.5　NVH仿真提升声品质
4.5.6　多物理场耦合NVH仿真
4.5.7　NVH仿真虚拟现实体验技术
参考文献
??
第5章　汽车碰撞安全仿真
5.1　汽车碰撞仿真研究机理
5.1.1　碰撞仿真机理
5.1.2　被动安全性的发展方向
5.1.3　仿真设计对C-NCAP指标分解分析
5.1.4　行人保护仿真技术
5.2　正面碰撞仿真与试验对标分析
5.2.1　碰撞模型的建立
5.2.2　正面碰撞仿真与试验对比（加入失效前）
5.2.3　零部件失效分析
5.2.4　正面碰撞仿真与试验对比（加入失效后）
5.2.5　小结
5.3　侧面和偏置碰撞中的关键部件仿真技术
5.3.1　正面40%偏置碰撞制动踏板仿真技术
5.3.2　基于TRIZ理论的车门防撞梁多目标优化研究
5.4　基于行人保护的仿真技术
5.4.1　行人保护法规介绍和头部伤害评价
5.4.2　基于头部损伤特性的发动机舱理想溃缩空间技术
5.4.3　基于GTR行人头部保护的某车改进分析
5.4.4　行人保护小腿碰撞分析及优化改进
5.4.5　能量控制法对某车行人大腿保护性能改进优化
5.4.6　小结
5.5　儿童座椅固定支架仿真设计
5.5.1　现象分析
5.5.2　固定装置载荷分析
5.5.3　运动姿态分析
5.5.4　优化改进及验证
5.5.5　小结
5.6　汽车追尾仿真技术
5.6.1　某座椅鞭打性能及风险分析
5.6.2　颈部损伤机理及受力特性
5.6.3　受力分析法对座椅性能优化改进
5.6.4　小结
5.7　未来发展
参考文献

第6章　空气动力学仿真
6.1　空气动力学技术
6.1.1　空气动力学产生机理
6.1.2　空气动力学技术开发方法
6.1.3　空气动力学分析方法
6.1.4　空气动力学对汽车造型的影响
6.1.5　空气动力学的发展
6.2　空气动力学技术应用
6.2.1　空气动力学仿真流程
6.2.2　整车风阻仿真技术
6.2.3　后视镜仿真分析技术
6.2.4　某越野汽车除霜风道CFD分析及结构优化
6.2.5　基于CFD分析的汽车侧窗风振噪声研究
6.3　气动噪声仿真技术
6.3.1　气动噪声基本理论
6.3.2　气动噪声的产生机理
6.3.3　风噪
6.3.4　小结
6.4　热管理仿真技术
6.4.1　热管理技术现状
6.4.2　机舱热害技术分析
6.4.3　3D流场仿真分析
6.4.4　小结
6.5　未来发展
参考文献

第7章　汽车动力学仿真技术
7.1　汽车多体动力学分析机理
7.1.1　操纵稳定性仿真设计机理
7.1.2　乘坐舒适性仿真设计机理
7.1.3　多体动力学建模机理
7.2　关键部件的参数敏感性分析
7.2.1　悬架对操纵稳定性和乘坐舒适性参数敏感性分析
7.2.2　不同悬架的分析结果
7.2.3　DOE的重要意义
7.2.4　典型轮胎动力学模型 ??
7.2.5　轮胎试验
7.2.6　轮胎动力学建模技术
7.2.7　小结
7.3　R&H仿真设计基本方法
7.3.1　整车性能目标设定
7.3.2　操纵稳定性指标设定流程
7.3.3　整车模型的建立
7.3.4　K&C性能分析
7.3.5　部件边界载荷分析
7.3.6　仿真与试验对标
7.3.7　操控性能目标初步达成
7.4　整车操控性优化分析方法
7.4.1　整车性能优化流程
7.4.2　整车性能优化方法
7.4.3　整车性能优化技术
7.5　转向干摩擦仿真技术
7.5.1　转向系统模型
7.5.2　转向力仿真分析
7.5.3　小结
7.6　数字化路面在整车乘坐舒适性分析中的应用
7.6.1　路谱虚拟迭代流程
7.6.2　路谱虚拟迭代原理
7.6.3　平顺性工况道路谱迭代
7.6.4　越野车乘坐舒适性仿真技术
7.6.5　构建数字化路面的方法
7.6.6　数字化路面技术路线
7.6.7　虚拟试验场仿真精度确定技术
7.6.8　虚拟试验场技术应用展望
7.6.9　小结
7.7　基于EPS系统性能的汽车转向愉悦性仿真分析
7.7.1　EPS系统工作机理
7.7.2　EPS系统电动机驱动控制模型
7.7.3　基于EPS系统的整车多领域模型
7.7.4 　转向愉悦性仿真分析
7.7.5　小结
7.8　动力学在运动件分析中的技术应用
7.8.1　基于冲击函数接触算法的汽车车门限位器受力分析
7.8.2　冲击函数接触算法
7.8.3　仿真分析结果及试验对标
7.8.4　传动轴万向节相位角优化分析
7.8.5　传动轴万向节运动分析
7.8.6　仿真分析
7.9　未来发展
7.9.1　支持车辆运动性能设计的驾驶模拟技术
7.9.2　仿真驱动汽车动力学性能的设计
参考文献

第8章　动力性经济性仿真分析
8.1　动力性经济性仿真技术现状
8.2　动力性经济性仿真分析机理
8.2.1　燃油汽车仿真机理
8.2.2　电动汽车仿真机理
8.2.3　小结
8.3　典型工况动力性经济性仿真分析
8.3.1　模型搭建
8.3.2　整车动力性经济性仿真分析指标
8.3.3　整车动力性经济性仿真敏感度分析
8.3.4　自动变速器换档策略标定
8.3.5　双离合变速器的整车匹配技术
8.3.6　WLTC工况下手动档换档点分析技术
8.3.7　整车传动比优化仿真技术
8.3.8　全时四驱技术仿真分析
8.3.9　小结
8.4　能量管理节能及其在新能源汽车中的应用
8.4.1　传统燃油车整车能量分解模型
8.4.2　纯电动汽车动力性经济性仿真
8.4.3　纯电动汽车能量匹配技术
8.5　未来发展
参考文献

第9章　二次开发
9.1　仿真自动化技术概述
9.2　仿真自动化工具及方式
9.3　“七步法”构建仿真自动化技术
9.4　程序开发的关键技术
9.4.1　关键技术的介绍
9.4.2　自动化仿真途径
9.4.3　HyperWorks软件包二次开发
9.4.4　TCL&TK语言
9.5　仿真自动化的典型技术
9.5.1　CAE仿真概述
9.5.2　多学科联合仿真自动化技术
9.5.3　多学科联合仿真实施方案
9.5.4　典型结构件仿真自动化技术
9.6　汽车悬架载荷计算自动化
9.6.1　系统建设内容及具体实施方式
9.6.2　小结
9.7　乘用车车身结构仿真自动化
9.7.1　车身结构自动化仿真技术开发总述
9.7.2　赋予属性自动化技术开发
9.7.3　白车身关键点动刚度、面刚度仿真自动化
9.7.4　车门结构仿真自动化
9.7.5　行李舱盖结构仿真分析流程自动化设计
9.7.6　外覆件抗凹仿真自动化
9.8　汽车综合性能仿真自动化技术
9.8.1　整车动力性经济性高效仿真及选型自动化
9.8.2　汽车悬架K&C仿真自动化
9.8.3　整车操纵稳定性仿真自动化
9.8.4　行人头部模型对发动机舱自动定位及批量建模
9.9　未来发展