摘要： 汽车设计师一个系统性的工程，里面包含了大量的工作，一个汽车是由许许多多个零部件组合而成的，在汽车的整个研发设计中，囊括了很多的学科知识，其中就包含流体力学、造型、结构设计、控制系统、动力学以及电磁等专业知识。随着科技的大幅进步，传统的汽车研发设计技术已经不能满足现代汽车的整体设计，需要进行技术的升级。现代汽车设计中应用到的技术就是CAE技术，这项技术在汽车行业具有广泛的应用，相比与其他技术先进性、仿真性是CAE最突出的优点，这项技术的诞生，在很大程度上提升了汽车的设计研发能力，它可以给汽车的设计开发工作提供有力保障，还可以优化汽车的设计流程以及提升产品的结构与整体的性能。

关键字：CAE技术;结构设计;应用研究

引言：汽车工业在经济大发展的背景下也有了很大的发展，伴随著人们的生活条件的提高，人们对物质的享受也有了更高的追求，日然而然的对汽车舒适度的要求也越来越高。同时对汽车的安全性能也有了更高的要求，传统的汽车研发技术已经无法满足现代社会人们对汽车整体性能及安全方面的要求。CAE技术的出现可以很好的适应现代人们对汽车各方面的要求，同时这项技术可以在很大程度上改善汽车的产品结构造型以及安全性，汽车产品的可靠性和安全性能只要通过CAE技术来进行分析，这样就可以很好的查找汽车产品在设计中从在的缺陷并能够及时的解决。从而使得汽车产品的整体质量和性能得到提升。

1.关于CAE技术的阐述

所谓的CAE技术就是在汽车的设计过程中利用计算机进行相关的辅助工作的技术，这种新技术的主要内容就是计算机的技术与工程力学分析技术的结合应用，有限元分析法和数值分析法就是CAE技术两个最基础的理论支持。将一个连续求解具有特性的区域分散成一组数据，同时在将这组数据通过固定的办法连结到一起的单元组合体就是有限元分析的核心所在。但变化多端的单元自身形态给这种分析带来了难度，甚至复杂的求解区域可以被几何形态模拟。而数值分析法就是一项针对数据的则是一种专门的研究并进行分析的，一般那些复杂的数值计算都是通过在计算机上应用数值分析法来进行实际操作计算的，在长时间的发展和实际应用这一项技术已经越来越完善和成熟了，能够很好的完成有关汽车设计研发过程中出现的难题，现在已经专门为数值分析法成立了一门学科。

有限元的分析技术和虚拟样机运动分析技术以及动力仿真学技术是等CAE技术重要组成技术，这项技术的主要用途就是利用计算机来对汽车产品的具体性能、整体质量。安全性能以及结构力学进行具体的分析并得出结论。在计算机上面通过各种仿真软件来模拟汽车在实际环境下的工作状态以及运动性能等参数，通过这种设计师的模拟仿真的运动可以及早的发现设计缺陷，所以所CAE技术的使用改变了整个汽车工业，让汽车行业的发展得到了保障。CAE技术是由很多复杂的技术组合而成的，涉及到的学科也是比较繁多的，有限元分析和数值分析、优化产品设计和图像修理、工程管理和工智能等都是CAE技术的核心技术内容。

2.汽车设计中CAE技术的应用现状

在科技与经济的不断发展背景下，汽车工业也在向前飞速发展，这就促进了CAE技术逐渐完善与进步，同时各行各业都在应用该技术来促进本行业的转型升级，汽车制造商在最初的研发设计阶段就引进了CAE技术，并将该技术应用到了概念研发、制造阶段、改进阶段以及后期的测试阶段，可以说汽车制造的整个过程都在使用该技术并完成了各种环节的贯通。具体的表现主要体现在以下几个阶段：首先，汽车制造商在我国有很多家，大家都普遍认同CAE技术在汽车设计制造过程中对整车安全性与可靠性方面提供的帮助，其次就是将CAD制图技术与CAE仿真分析技术结合起来使用，这样就将汽车的设计与分析环节很好的融会贯通，这样做的好处就是在很大程度上提升了汽车的设计与制造效率，使得整车的交付期大大的缩短，同时也将汽车的研发周期缩短，使得推出新车的时间差缩短，从而汽车制造企业提升市场竞争力，企业长久发展下去。最后就是在后期的改进过程中该技术也在发挥着重要的作用，在这所有的环节CAE技术都是扮演者很重要的角色。在目前这种发展的大环境下，CAE技术在汽车领域的应用将会越来越起到无可替代的作用。从最开始的零部件到最后的全产业链都在使用到这项技术带来的便利与快捷，无论是汽车的动力学分析还是静力学研究或者是传统部件分析和优化流体分析以及热管理和电磁兼容仿真等都在深入的应用CAE技术。在这样的发展势头下，为了更好的应用该技术来完善汽车制造设计过程中的薄弱环节，就需要我们的汽车制造企业选拔人才来建立自己的水平高、专业性强的CAE技术团队，同时在继续将CAE技术的应用范围扩大，使得该技术深入到汽车行业的每一个环节更好的服务设计制造和改进流程，同时也要制定相关的标准和制度来保障CAE技术的合理应用，这样才能为汽车行业的快速良好发展保驾护航，也才能制造出更好的汽车产品服务大众。

3.在汽车研发设计环节CAE技术的应用

3.1CAE技术应用于汽车结构强度分析

无论什么结构部件，安全性永远都是我们放在第一位的，就拿汽车设备来说，汽车安全性、可靠性的关键指标除了它的制动系统就是自身的结构强度，如果汽车的自身强度不达标万一发生碰撞就会产生严重的变形也就会波及到驾驶人员或者是乘客。因此，汽车制造商在完成整体设计以后必不可少的环节就是汽车整体结构强度的测试与分析，这个时候就需要用到CAE技术进行汽车结构强度分析与仿真，这项技术的应用可以很好的保证数据结果的准确性，这样才能得到真实的分析数据。汽车整体结构的静力学仿真、传动系统的制动以及模态振型提取等强度的核算都是通过CAE技术来完成的。在整体的分析计算过程中，静力分析采用CAE技术来完成，可以计算出整车结构的总体应力以及具体的应力分布情况等数据，得出分析数据就可以判断汽车的整体结构在实际的环境下运转过程中，整车的稳定性、安全性以及可靠性能否得到保证，同时可以得出整车的结构中哪些部位受力不集中以及强度不够的部位，只有得出这些数据才能及时的弥补缺陷，开展针对性的改进与完善设计，最终保证汽车的整体强度符合设计与实际使用要求。在汽车结构强度分析中应用CAE技术，汽车结构在动荷载影响下发生应力以及位移数据可准确计算出，这些数据的为改进汽车结构提供相应的数据支持和理论指导。

3.2 CAE技术在汽车外壳仿真分析的应用

在汽车的所有结构部件里面，面积与使用最多的就是表面的外壳造型，同时它的造型不规则，有的需要多道加工才能出现想要的造型，往往形状也比较复杂，大多数都是曲面比较多的，曲面的制造工艺更加的繁琐，这个制造工艺包含到非线性几何、复合接触、摩擦等很多的学科知识，比需要保证每一个环节都正常运行才能保障最后的成品合格。在之前的设计制造过程中大多用到的就是分段冲压成型，但是分段组装就会出现很多不可控的因素，再加上冲压的工序、参数等都比较难以控制，这样就会让产品的一次合格率大大的降低，从而生产下率底下而且还会造成大量的浪费，增加研发和制造成本，不利于企业的长久发展。应用CAE技术可大幅度提升车身覆盖件设计制造效率，同时也会让产品的一次合格率大大提升，还会缩短设计、制造周期，提升企业的竞争力，所有CAE技术可进行大范围推广应用，后期CAE技术在成品的仿真环节提供技术支持，所以说该技术的应用使得在汽车外表覆盖件的生产更加精准。

3.3 CAE技术在碰撞测试中的应用

在汽车日常的驾驶过程中难免会出现磕碰，汽车的整体安全性能以及内部人员的碰撞后状态都需要有实际的数据支撑，只有这样才能更好的完善汽车自身的缺陷，使得安全性得到保障，下面就分析以下CAE技术在汽车碰撞测试中的应用：首先，应用该技术分析汽车的碰撞测试数据，可准确的收集到各环节的数据，有利于分析整车的安全性以及变形情况。其次就是可以获得在碰撞的条件下车内人员的受到损伤的情况。最后一点就是可实现多维度的动力学计算，使得碰撞安全分析的难度得到很大的降低。

4.结束语

根据本文以上的分析，在结合实际生活中的应用，CAE技术的应用可以在很大程度上解决汽车设计制造过程中所有的难题，可以进行前期的计算分析，以及后期的测试发现问题并改进完善汽车制造的薄弱环节。我们可以发现在汽车设计制造中合理的应用CAE技术，可以实现事半功倍的效果，同时也能让汽车制造商生产出安全舒适的汽车产品供大众使用。

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