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汽车CAE分析流程
这是一篇关于汽车CAE分析流程的思维导图，主要内容有1.车身概念模型分析2.CFD分析3.强度及刚度分析4.NVH 分析5.工艺分析等。
编辑于2022-12-17 12:06:31 天津市- 汽车研发
- CAE分析
- CFD分析
- NVH
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汽车CAE分析流程
1. 车身概念模型分析
1.1. 主要典型结构断面分析
分析目的
评价主要结构梁的力学特性，确定断面的弯曲和扭转刚度及经济性指标。
输入条件
二维断面尺寸
截面空间位置
截面形状
组成截面的板件厚度
工况定义
断面分析
结果评价
断面特性
1.2. 主要结构节点分析
分析目的
进行结构节点的刚度分析。
输入条件
三维节点数据。
工况定义
车身节点分析。
结果评价
节点刚度
1.3. 白车身整体结构分析
分析目的
主要进行扭转刚度、弯曲刚度和振动模态分析。在进行扭转刚度分析时，要考虑有无前后风窗玻璃两种状态；振动模态主要是确定一阶弯曲、扭转振动频率。
输入条件
完整 BIW 数模及材料属性。
工况定义
扭转弯曲刚度分析、水平弯曲刚度分析、模态分析等。
结果评价
刚度值、频率及振型。
1.4. HVAC 分析
分析目的
HVAC 指的是 Heating Ventilation Air Conditioner，加热、通风和制冷性能，主要进行空调性能分析和空调风道分析。其中，空调性能分析主要是针对关键截面的温度、湿度、流速及流动方向的分析；而空调风道分析主要是进行风量分配、风道阻力和风速分布等分析。
输入条件
空调、风道等数模及参数。
工况定义
HVAC 分析。
结果评价
HVAC 性能
概念设计阶段，依据车身设计提供的参数，建立车身简化的概念有限元分析模型（由断面和关键节点组成），主要进行静动态结构性能分析，以用来指导工程设计，满足白车身的结构性能和自重要求。同时，在造型阶段，还需要进行空调系统的初步结构布置、参数分析以及外流场空气动力学分析。
2. CFD 分析
2.1. 车身外流场分析
分析目的
车身外流场分析目的在于从空气动力学的角度（主要是从气动阻力的角度）对车身外形做出评价，以获得最佳的空气动力学特性。通过建立整车外表面模型，以一定的风速，模拟风洞试验状况，分析风阻系数，研究气动特性、流场特性和表面压力分布，并基于此对该车的空气动力特性进行评价，为造型设计提供参考依据，用于概念设计初期的造型和布置的控制。
输入条件
整车外表面数模。
工况定义
模拟区域是将车放在一个假想的风洞中
环境温度：25℃
环境压力：标准大气压 101325Pa
空气密度：1.185kg/m3
气流速度：30m/s
车身：无滑移固壁
风洞：自由滑移壁面
结果评价
汽车表面的气流
压力及流场分布
气动阻力系数
升力系数
2.2. 空调系统流动分析
分析目的
用 CFD 软件分析风机的出风量和空调系统的流场。
输入条件
蒸发器芯与厢体、暖风厢、风机；
风道的几何模型，风道进口的温度曲线，玻璃等材料的材料属性。
工况定义
空调分析。
结果评价
出风量、流场等
2.3. 除雾、除霜性能 CFD 分析
分析目的
用 CFD 软件对整个风道结构及车室内部前排空间进行模拟分析，挡风玻璃和侧窗玻璃上的温度分布，车室所取空间的速度场和温度场分布分析，评价除霜风道对除霜性能的影响，对风道进行优化改进。
输入条件
除霜系统模型。
工况定义
除霜分析。
结果评价
风挡玻璃除霜速度云图、除霜区域（面积）。
2.4. 机舱流动分析（发动机舱热平衡分析）
分析目的
机舱流动分析研究发动机舱内的温度分布特性及最高温度值，控制发动机舱内空气最高温度低于设计目标值，从而判别发动机舱内的温度特性是否满足设计要求。发动机舱流场的分布关系到发动机舱的布置与封闭、散热器效能的提高，适合于设计过程早期。利用 CFD 分析软件对舱内气流流动进行分析，可改善舱内流动，提高散热效率。
输入条件
机舱数模、冷却系参数；
机舱散热元件（散热器，中冷器和冷凝器）的散热特性。
工况定义
怠速，空调开启；
环境温度 43℃，以一档低速爬坡，即发动机最大扭矩点；
发动机最大功率点。
结果评价
每种工况机舱内部的流场分布，温度场，速度场，关键位置速度矢量、温度云图、压力云图；进气隔栅的空气流量、速度；关键点的温度速度云图、静压云图、机舱温度分布特性、最高温度值等
2.5. 乘员室气流流动分析
分析目的
利用 CFD 分析可以对乘员室气流及温度舒适性进行分析，对空调出风口的气流流动情况研究。
输入条件
乘员室数模、乘员室散热元件的散热特性。
工况定义
乘员室气流流动分析。
结果评价
速度云图、静压云图、乘员室温度分布特性、最高温度值等。
计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，简称 CFD）是通过计算机数值计算和图像显示，对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所做的分析。
3. 强度及刚度分析
3.1. 整车静强度分析
分析目的
车身是轿车的关键总成，车身必须具有合理的强度。整车强度分析的主要目的就是通过施加不同的边界条件来简化、模拟车辆行驶在不同路况条件下的受力情况，并通过计算，找出 BIW 应力比较集中的区域，逐一比较其材料性能，找出薄弱区域，提出试验及改进建议。
输入条件
白车身数模及材料属性、整车尺寸及质量参数等。
工况定义
弯曲工况
制动工况
转弯工况
颠簸工况
弯扭工况
结果评价
车身结构的应力分布、位移分布云图、局部高应力区等。
3.2. BIW 系统分析
白车身水平弯曲刚度分析
分析目的
车身是汽车的骨架，所以在各种使用条件下，如在坎坷不平的路面上行驶或被千斤顶顶起时那样的最差的使用条件下，车身各部分或装在车身上的各部件的相对位置的变化必须控制在适当的限度内，车身开口部位必须具有足够的刚度，不致产生与性能不符合的现象。利用优化计算可以优化板件厚度及车身结构。
输入条件
完整 BIW 几何数模、材料属性等。
工况定义
水平弯曲工况。
结果评价
车身的弯曲刚度可由车身前后的变形量来衡量：
１）车身水平弯曲刚度曲线及刚度值；
２）开口部位变形。
白车身扭转弯曲刚度分析
分析目的
车身是汽车的骨架，所以在各种使用条件下，如在坎坷不平的路面上行驶或被千斤顶顶起时那样的最差的使用条件下，车身各部分或装车身上的各部件的相对位置的变化必须控制在适当的限度内，车身开口部位必须具有足够的刚度，不致产生与性能不符合的现象。利用优化计算可以优化板件厚度。
输入条件
完整 BIW 几何数模及材料属性、整车质量参数。
工况定义
扭转弯曲工况。
结果评价
车身扭转刚度可由前后风窗和侧框的对角线变化量、车身扭转角、车身扭转弯曲刚度曲线及扭转弯曲刚度值、开口部位变形等指标来衡量。
连接点刚度分析（A、B、C、D）
分析目的
车身结构中两个以上承载构件相互交叉连接的部件称为节头（或接头）。从构造上说，白车身结构总成是由承载构件、接头和板壳焊接组成。构件的截面特性、接头的刚度和板壳的形状、板厚都影响车身的刚度，而且接头在很大程度上决定整个车身的刚度和振动模态，从而影响车身的 NVH 性能。
输入条件
组成接头的各零部件几何模型、材料属性等。
工况定义
将分析模型上车身被“截”的地方的所有自由度固定，施加一定载荷。
结果评价
位移和应力云图、刚度值等。
外板凹陷
分析目的
车身外板影响车身的空气动力性，其刚度的好坏直接影响整车的 NVH 性能，抗凹性能的好坏也将直接影响碰撞安全性。
输入条件
分析板件模型及材料。
工况定义
挤压工况。
结果评价
抗凹陷性能
车门及铰链强度和刚度
下沉刚度
分析目的
车门是车身中的一个重要部件，车门结构性能的好坏将直接影响整车的性能，其刚度特性对使用性能影响很大。一个设计优良的车门系统应具有足够的下沉刚度才能保证使用的要求。在一定外载作用下，车门铰链系统不会轻易发生永久下垂，限位机构不会产生局部的永久变形。
输入条件
车门及铰链数模及材料属性等。
工况定义
车门下垂分析是模拟车门打开后，人员在上下车过程中对车门施加载荷作用后，车门保持原有状态的性能。此工况分析主要是检验车门铰链结构以及铰链与车门和门框周围结构的合理性。
结果评价
位移变形云图、刚度值。
侧向刚度
分析目的
车门是车身中的一个重要部件，车门结构性能的好坏将直接影响整车的性能其刚度特性对使用性能影响很大。一个设计优良的车门系统应具有足够的侧向刚度才能保证使用的要求。在一定外载作用下，车门铰链系统不会轻易发生变形。
输入条件
车门及铰链数模、材料属性等。
工况定义
侧向受力分析。
结果评价
位移变形云图、刚度值、车门在外力作用下的变形等
车门抗凹性能分析
分析目的
车门是车身中的一个重要部件，车门结构性能的好坏将直接影响整车的性能。一个设计优良的车门系统应具有良好的局部刚度，其刚度特性对使用性能影响很大。另外车门局部刚度的好坏也将直接影响整车的 NVH 性能，所以抗凹性能的好坏也将直接影响用户对车辆的直观感受，从而影响用户的满意度。
输入条件
车门及铰链数模、材料属性等。
工况定义
车门抗凹性能是为模拟用户对车门的挤压等动作而设立的。
结果评价
位移变形云图、刚度值、车门在外力作用下的变形等。
车门过开性能分析
分析目的
车门是车身中的一个重要部件，车门结构性能的好坏将直接影响整车的性能。一个设计优良的车门系统应具有良好的局部刚度，其刚度特性对使用性能影响很大。
输入条件
车门及铰链数模、材料属性等。
工况定义
车门过开分析主要是考查限位机构以及周围零部件的性能，从而保证车门在开度最大位置时，受到一定载荷作用后不发生永久变形，从而保证车门关闭状态下的密封性能。在此工况分析中，限位机构及其周围结构性能将直接影响分析。因此在建模过程中，考虑了限位机构周围各零件之间的接触关系以及材料的非线性性能。另外在计算过程中也需考虑结构在载荷作用下的大变形特性。
结果评价
位移变形云图、刚度值等。
车门铰链强度分析
分析目的
车门铰链强度是车门设计的一个重要参数。铰链强度不足，残余变形不能恢复，可能导致车门下垂，使车门不能正常关闭。
输入条件
车门简化模型
铰链座、铰链轴、铰链臂等及材料属性
工况定义
门重负荷
结果评价
最大应力不超过材料的屈服极限；
铰链上不存在应力过于集中的区域和特征。
3.3. 车身局部强度、刚度分析
车身局部刚度主要是指车身结构安装部位和服务部位的刚度，如悬架、发动机和传动系的安装部位，拖钩、吊挂装置、装运装置和千斤顶的作用部位以及安全带固定器的安装部位等。分析条件是所分析区域数模及材料属性等。计算模型是从白车身模型上截割下来，对截割区域的大小有统一规定。工况为对所分析区域的刚度进行有限元分析，计算这个区域在车身坐标系x 、y 、 z三个方向的刚度和应力。
前后减振器座强度
分析目的
减振器座在工作中一直受到各种载荷作用，受力比较复杂，因此强度分析是一必备的校核项目
输入条件
减振器座及周围相关数模。
工况定义
强度分析。
结果评价
应力云图、最大应力、安全系数等。
前后排座椅安装固定点强度
分析目的
汽车座椅不仅要支撑乘员重量、缓和及衰减由道路通过车身传来的冲击和振动，为驾驶员提供良好的工作条件，还应能为所有乘员创造舒适和安全的乘坐条件。因此，对座椅安装固定点的校核就尤为重要。
输入条件
座椅安装固定点及相关数模。
工况定义
强度分析。
结果评价
应力云图、最大应力、安全系数等。
前后拖钩强度
分析目的
拖钩是汽车设计中必须考虑的因素之一。在整车室提供布置方案后，要对拖钩强度进行校核，以保证拖钩能满足正常使用要求。
输入条件
拖钩及周围相关件的数模及材料属性、整车相关参数。
工况定义
满载车重负荷。
结果评价
应力值及最大应力区域。
手制动支架强度及刚度
分析目的
手制动支架是汽车设计中必须考虑的因素之一。在整车室提供布置方案后，要对手制动支架进行校核，以保证拖钩能满足正常使用要求。
输入条件
手制动、支架及周围相关件数模。
工况定义
支架分析。
结果评价
强度：应力及变形值。
刚度：刚度值及应力云图。
踏板结构分析
分析目的
脚踏板总成是汽车开发中需要特别重视的功能部件，总成一侧通过固定底座固定在车架上，另一侧悬空。首先，脚踏板总成应有足够的强度来抵抗乘员上车时的冲击力，需要进行静态载荷工况下的校核。其次，在汽车运动过程中，由于受到地面激励的作用，总成振动非常剧烈，需要对脚踏板总成在振动状态下的强度进行校核。
输入条件
脚踏板总成模型及材料属性。
工况定义
工况 1：对脚踏板施加相当于乘员体重力的载荷工况；
工况 2：瞬态响应分析，利用采集到的汽车支架靠近脚踏板固定底座处的时间-位移谱信号。
结果评价
应力值、位移值等。
蓄电池支架强度
分析目的
蓄电池支架是汽车设计中必须考虑的因素之一。在整车室提供布置方案后，要对蓄电池支架强度进行校核，以保证拖钩能满足正常使用要求。
输入条件
支架数模及蓄电池质量数据。
工况定义
蓄电池负荷下的强度分析
结果评价
应力云图及最大应力区域。
发动机悬置支架强度分析
分析目的
动力总成是车辆核心部件，既是动力来源，也是影响车辆NVH性能的主要激励源。为了保证动力总成正常工作而又不影响驾乘者的舒适感，它必须由经过细致设计和调校的悬置系统连接到车身上。通常认为悬置系统具有以下三个方面的主要功能：支撑、减振和限位作用。
发动机悬置支架是动力总成的主要承载部件，其强度直接影响到发动机能否在设计位置上稳定的工作。作为动力总成的承载部件，需要在各种工况下均保证能够正常的工作，尤其是在一些极端工况下。在悬置系统开发过程中，必须对悬置支架的设计进行分析验证，确保能够满足各种工况条件下的强度要求。
输入条件
支架数模及材料属性
发动机、变速箱等动力总成参数。
工况定义
发动机重量、压缩-3g、左转、制动减速 1g、制动减速 0.8g 等。
结果评价
对应力、应变进行评价
3.4. 行驶系统强度分析
分析目的
悬架是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的一切传力连接装置的总称。悬架本身的性能取决于它的某些零件的参数，以及各零件间的相互作用特性，即取决于弹性元件、稳定杆、铰接臂、减震器及其连接的形式与刚度、桥质量、发动机悬置形式、轴距、轮距，尤其是轮胎特性。
悬架主要功用是把路面作用于车轮的垂直反力（支撑力）、纵向反力（牵引力和制动力）和侧向反力以及这些力造成的力矩都传递到车架（车身）上，并衰减由此引起的振动，以控制汽车的各种运动、保持车身和车轮之间正确的运动关系、保证汽车的行驶平顺性和操纵稳定性、行驶安全性，同时它还要承受各种载荷。因此对其强度校核尤其是关键零部件连接处的强度校核非常重要。
悬架结构在实际工作中的受力状况比较复杂。对其进行有限元分析不仅可以得到在各种典型工况下其结构中的应力颁布规律和变形情况，找出结构中应力值较大的关键点，检验结构强度，还能进一步揭示各种载荷（垂直力、纵向力、制动力和侧向力）对悬架应力分布的影响，为疲劳强度分析、结构改进和进行疲劳试验提供参考数据。
输入条件
减振器、弹簧、转向节、横臂、摆臂、衬套属性、悬架系统参数、整车参数
工况定义
悬架系统承担复杂的载荷工况，就整个系统而言，主要通过轮胎将地面上的作用载荷传递到结构上，另外，在制动工况下，还需要考虑制动系统对悬架的影响。分析包括常见工况、极限工况、误操作工况。
结果评价
应力云图、位移分布云图、最大应力区域等
3.5. 制动系统分析
分析目的
汽车在行驶过程中，可能会遇到突然刹车情况。并且不同的行驶速度，结构的受力会有较大的差异，因此刹车过程中的受力分析，也是汽车设计过程中必须考虑的问题。在刹车过程中的受力分析中，车身需要另外的力平衡制动载荷。此时可以采用惯性释放提供的惯性力平衡制动载荷，对结构进行静力分析，从而得到整车的响应。
制动系统分析也包括制动器静力学分析、刹车盘啸声分析、刹车过程分析等。
输入条件
制动器模型及材料参数。
工况定义
制动工况。
结果评价
应力分布等。
3.6. 附件系统分析
座椅骨架强度分析
分析目的
汽车座椅不仅要支撑乘员重量、缓和及衰减由道路通过车身传来的冲击和振动，为驾驶员提供良好的工作条件，还应能为所有乘员创造舒适和安全的乘坐条件。在发生交通事故中尽量减少乘员的受伤程度，满足安全性能要求。
座椅静强度特性直接影响到座椅安全性和乘坐舒适性，是座椅设计中的重要方面。在静载作用下，座椅软垫对强度特性的影响很小，座椅骨架是由钢管和冲压板件组成的复杂结构，因此座椅的静强度特性主要是针对座椅骨架而言的。
输入条件
座椅骨架数模及材料。
工况定义
按 GB 15083–2006《汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求和试验方法》。
结果评价
应力云图、应变云图及最大应力区域。
密封条 CAE 分析
分析目的
应用 CAE 技术分析汽车密封条安装困难及装车状态下起皱和唇边外翻等问题的原因并对密封条进行结构优化。在汽车密封条开发、设计及质量改进中应用CAE 技术对提高产品质量、缩短新产品开发周期、节约开发和生产成本具有十分重要的意义。
输入条件
密封条模型及材料属性。
工况定义
安装工况及弯曲工况等。
结果评价
起皱、外翻等。
安全带安装固定点
分析目的
安全带安装固定点强度性能是为了确保碰撞过程中车内乘员的安全性，如果安全带安装固定点部件开裂会造成车内前排乘员前移量过大，从而造成乘员伤害。为此，安全带的固定点必须具有足够的强度才能确保安全带系统在交通事故中有效的保护乘员。分析的目的是使部件设计最优以通过测试及法规要求，减少试验次数。安全带安装固定点强度分析是以 GB14167-2006 法规为基础。
输入条件
安全带相关数模、材料属性、载荷时间历程曲线等
工况定义
加载条件同 GB14167-2006，计算模型在切割处约束全部自由度。
结果评价
固定点强度、应变率。
强度分析预测的是从对象整体的刚性到局部的应力集中、疲劳耐久性。在有关影响分析精度的负荷条件、约束条件上，要采用真车试验的相关数据。工程分析中，如果做线弹性分析，需要输入弹性模量和泊松比这两个参量。根据静强度计算得到结构的应力分布以及最高应力的数值，并与材料的屈服极限作比较，计算的应力值不能高于屈服极限，同时，考虑到疲劳等因素的影响，一般要求计算应力低于屈服极限一定的数值。根据经验，部件的最大应力值一般不能超过材料屈服极限的 1/2，这样才能保证在循环载荷作用下，不会发生疲劳破坏。如果做弹塑性分析，需要知道材料的弹性模量曲线和泊松比以及材料的最大应变。在作弹塑性分析时，对结果评判的标准是应变量。 汽车振动特性与车身刚度密切相关。高刚度车身不仅有利于悬架的支持，使汽车系统正常工作，而且有利于改进振动特性。汽车刚度分为整体刚度和局部刚度。整体刚度主要取决于汽车部件的布置和车身结构刚度设计；局部刚度主要指安装部位和连接部位的刚度，决定于局部车身结构的断面形状和加强构件的采用等；还有大面积板壳件的刚度。车身刚度设计是满足车身结构动力学要求的基础。
4. NVH 分析
4.1. BIW 模态分析
分析目的
车身结构模态分析是轿车新产品开发中结构分析的主要内容，尤其是车身结构的低阶弹性模态，它不仅反映了汽车车身的整体刚度性能，而且是控制汽车常构的低阶弹性模态，它不仅反映了汽车车身的整体刚度性能，而且是控制汽车常是了解和评价结构的固有频率及振动型式是否合理，以便为基于动态特性的设计开发提供参考依据。
结构模态频率是影响汽车结构动力学性能和乘座感觉的关键指标。无阻尼线性系统的一般运动都可以表达为各阶固有振型的线性组合。对应于较低频率的固有振型，对构件的动力影响大于高阶振型。因此，对于一般车身工程结构，在模态分析时只求低阶的振动频率和振型。车身设计要非常注重结构低阶模态频率的设计，注意提高车身整体的刚度和部件刚度。通过修改结构，使车身或部件的模态频率避开激励频率，以防止共振。此外，通过模态振型可以判断出车身振动变形较小的部位，在这个部位振动响应较小，如果将动力总成等的悬置点设置在这些部位，从隔振的角度看是有利的。车身系统的低阶振型可能是扭转振型或弯曲振型，利用优化计算可以优化板件厚度。
输入条件
完整 BIW 几何数模、材料属性等。
工况定义
自由—自由边界条件。
结果评价
模态频率、振型等。
4.2. 开闭件模态分析
分析目的
开闭件主要包括门盖系统，其振动特性对整车 NVH 性能有很大影响。
输入条件
开闭件数模及材料属性
工况定义
自由—自由边界条件。
结果评价
频率及振型等。
4.3. TRIMMED BODY 模态分析
分析目的
BIW 模态分析仅仅采用描述 BIW 的模型，一般不能用于分析动力响应性能，响应分析必须采用整备车身模型。Trimmed Body 模型是将所有与结构无直接联系的非结构质量，如电子系统，内、外附件，燃油系统等，按集中质量或分布质量附加到车身结构上的模型；在 BIW 基础上考虑了内饰件、动力系统和底盘等各零部件的质量分析对模态的影响。该模型通常用于仿真计算和优化结构的研究。
输入条件
质量大于一定值的各零件在整车坐标系下的质心位置、质量、安装位置、动力总成在动力总成坐标系下的转动惯量、底盘橡胶件刚度，减振器刚度、阻尼。
工况定义
模态分析。
结果评价
频率及振型。
4.4. POINT MOBILITY 分析和振动传递函数分析
分析目的
悬架支撑部位的车身结构局部刚度对车身动力响应影响很大，因此在车身设计阶段需要评价所有车身安装点的动力适应性，即进行机械导纳分析。研究结构的局部动刚度，主要分析动力总成和底盘与车身连接点处。
输入条件
悬架支撑部位模型、发动机悬置部位、副车架与车身连接点、排气管悬置部位或者整车模型。
工况定义
动刚度分析。
结果评价
衡量载荷传递能力、动刚度的频谱分析等。
4.5. 车室声学系统模态分析
车内噪声主要包括车身壁板振动产生的噪声、空气冲击摩擦车身形成的噪声以及外界噪声源（如发动机、轮胎和制动器等）传入的噪声。另外，车外噪声是城市环境主要的噪声源，必须严格控制。板件振动造成的辐射声和车室内空腔体积的变化（从而引起气动压力变动）是产生车内噪声的重要原因。
分析目的
车室空腔系统的声学特征表现为固有频率和振型（声压分布）相联系的声学振动模态。强迫振动下车室内部各点的总压力响应取决于各个声学模态被激励的方式，车室空腔的共振会明显增大噪声响应。掌握车内空腔的声学模态频率和模态振型，可以在设计过程中避免车身结构振动导致的车内共鸣噪声，合理布置和优化车内声学特性，尽量使人耳处于最重要声学模态的节线位置，从而获得较好的舒适性。
行驶舒适性对于提高汽车的市场竞争力具有非常重要的意义，而车厢内部的声学压力分布设计是至关重要的设计参数。对声－固耦合系统进行模态分析可以识别出系统的模态频率和振型，了解乘员室内声腔的模态特性，为预测并分析声学响应准备必要的条件，为后续计算、分析提供输入。
输入条件
完整车内饰 A 面、前后风挡曲面、车身结构模型。
工况定义
声学系统模态分析（分为有座椅和无座椅两种）。
结果评价
模态频率、模态振型（声压分布）。
4.6. 声固耦合系统的响应分析
分析目的
车室内部噪声的预测是汽车 NVH 特性研究的重要内容。与耦合系统模态分析相比，计算车身壁板振动引起的车室噪声可以获得更直接、更实际的 NVH 特性，更有利于将 NVH 目标与系统特性相联系，以便进行 NVH 目标的分级与评价。并且，人耳对噪声的频率结构比较敏感，为了详细分析噪声的影响，应进行频率响应分析，以得到车室内驾驶员耳旁噪声的频域响应。
输入条件
声固耦合系统模型。
工况定义
声学频率响应分析。
结果评价
驾驶员耳旁噪声频域响应；
模态对声学响应贡献量；
声压分布情况。
4.7. 排气系统振动分析
分析目的
汽车排气系统一般通过法兰和吊耳分别与发动机排气歧管以及车身地板相连。排气系统包含振动、声学或噪声、耐久性、热分布和排放等重要特征，其中振动对排气系统的设计和布局非常重要。排气系统的振动会通过挂钩和吊耳引起车身地板的振动，从而产生车内噪声。
在汽车行驶中发动机的扭矩波动将激起排气系统的部分模态，并通过排气系统传递到车身的吊耳安装位置，这些振动将影响汽车的舒适性；另外一个振动源为通过车轮传递的路面激励，也将使车身产生振动问题。排气系统吊耳用于隔离排气系统到车身的振动传递，而柔性节（又称波纹管）主要控制动力总成传递到排气系统冷端的振动，起到振动的解耦作用。
排气系统与发动机和车体相连，因此排气系统的模态必须与发动机的激振频率和车体的模态分开，否则系统耦合在一起会产生强烈的共振。通过排气系统的模态分析还可以知道系统的节点和反节点，从而可以更有效地布置挂钩的位置。通常，挂钩是放在节点的位置，这样传递力会最小。因此，选择排气管振动相对较小的位置作为挂钩吊耳的悬挂点，减少排气管向地板的振动能量的传递，对于提高乘客舱的 NVH 性能，增加排气管挂钩和吊耳的寿命，防止吊耳跳动脱落等均有重要的意义。
在设计排气系统时，要使得其模态越少越好。如果模态太多，那么系统某些频率很容易被激励起来，振动容易被传递到车体。排气系统振动分析的目的是合理安排吊挂位置，减少排气系统振动对车身的影响。影响排气系统模态的因素有：排气系统中管道的走向(笔直系统或弯曲系统)，柔性连接管的刚度，挂钩的数量和位置，挂钩隔振器的刚度等等。
输入条件
排气系统完整几何数模，吊挂刚度，连接软管的刚度等。
工况定义
模态分析，频响分析，传递力分析。
结果评价
模态频率及振型、吊耳点的位移等。
4.8. 悬架系统频率响应分析
频率响应分析是用来计算结构在周期振荡作用下对每一个计算频率的动响应，可分为直接频率响应分析和模态频率响应分析。在频率响应分析中，激励载荷在频域中显式定义，对应于每个加载频率外载都是已知的。外载可以是力，也可以是强迫运动（位移、速度或加速度）。从频率响应分析中得到的重要结果通常包括节点位移、速度、加速度以及单元力及应力。计算得到的响应是幅值及对于外载的相位，用复数表示，其实部和虚部在复平面内为响应向量的分量。
分析目的
悬挂系统是汽车缓冲路面冲击的主要部件，其频率响应特性直接影响到乘坐舒适性，开发过程中要对悬挂系统进行频率响应分析，以考查其能否满足使用要求。
输入条件
悬挂系统数模及材料属性、柔性连接等。
工况定义
频率响应工况。
结果评价
模态、频率响应幅值及相位。
4.9. 发动机悬置支架模态、频率响应分析
分析目的
发动机是汽车最主要的振动源，发动机悬置是降低从发动机传至车身的振动的主要部件，其频率响应特性直接影响到乘坐舒适性。
输入条件
发动机支架模型及材料属性、悬置衬套属性。
工况定义
自由—自由边界条件。
外载激励。
结果评价
频率值及振型
响应值
4.10. 螺旋弹簧尺寸、固有频率
分析目的
弹簧尺寸与整车姿态相关，悬架弹簧是汽车悬架的重要零件，直接影响整车的操控性和乘员舒适性。弹簧受到冲击，将产生振动，持续的振动易使乘员感到不舒适和疲劳。弹簧尺寸分析的目的是为了确定在一个可接受的范围内，不受负载的影响，采用合适的弹簧（尺寸）能保证获得“稳定”的车身姿态。利用有限元法进行自由模态分析,考核其振动频率和振型，为弹簧的选择和设计提供依据。
输入条件
整车尺寸、质量参数
前后悬架的完整参数（硬点、衬套、限位块、弹簧刚度等）以建立悬架多体动力学模型
工况定义
多种载荷工况，空载、空载＋１人、空载＋n 人、满载、上下跳极限等。
结果评价
各工况下的弹簧最大应力、尺寸，弹簧所受载荷，螺旋间隙值。
4.11. 仪表板骨架模态分析
分析目的
仪表板骨架是仪表板总成及附件的关键承力件，其一般结构形式为一根从左到右的横梁及焊装支架以承受各种电子、空调、转向模块。对仪表板骨架的一个重要设计要求是保证一定的模态频率。此频率值作为仪表板总成设计早期的关键指标，直接影响到驾驶员可感知的方向盘抖动和碰撞过程中方向盘的侵入变形量，在设计早期必须得到严格保证。
输入条件
仪表板骨架完整数模及材料属性等。
工况定义
仪表板骨架模态分析。
结果评价
频率值及振型。
4.12. 仪表板扭转和弯曲刚度分析
分析目的
仪表板骨架是仪表板总成及附件的关键承力件，其一般结构形式为一根从左到右的横梁及焊装支架以承受各种电子、空调、转向模块。对仪表板骨架的一个重要设计要求是保证一定的结构刚度，其定义为骨架安装在车身上，转向管柱通过支架连到骨架上，方向盘处受垂直力和扭转力时抵抗变形的能力。此刚度值作为仪表板总成设计早期的关键指标，直接影响到驾驶员可感知的方向盘抖动和碰撞过程中方向盘的侵入变形量，在设计早期必须得到严格保证。
输入条件
仪表板骨架完整数模及材料属性。
工况定义
扭转工况、弯曲工况。
结果评价
刚度值及应力。
4.13. 转向系统模态分析
分析目的
汽车上用于改变行驶方向的机构称为汽车转向系。对于转向系统而言，它主要受的载荷为驾驶员作用在方向盘上的转向力矩和来自车轮的回正力矩。由于这两种力矩都不会很大。因此，强度校核不是转向系统考察的主要方面。由于转向系统上部直接安装在仪表板横梁上，总成刚度相对低，因此经转向轮传递的路面激励和动力总成的振动激励不仅会使转向盘抖动，而且很容易引起整个仪表板的振动。并且，因此转向系的振动和噪音是驾驶员可以直接感知到的令客户很敏感的振动和噪音，由于转向柱和和转向传动轴一般都为细长的杆件，如果选择的支撑位置不合适，支撑方式不合理，则可能导致转向系统固有频率偏低是影响整车NVH 水平的重要部分。因此，对于转向系统而言，其系统模态分析是重点。
输入条件
转向盘数模及属性
转向柱数模及属性
横梁数模及属性
工况定义
模态分析
结果评价
频率及振型
4.14. 传动系统分析
分析目的
传动系主要起传递功率的作用，涉及大量的传动齿轮，因此接触与接触疲劳的计算显得尤为重要。传动系统的 NVH 分析也是汽车振动分析的基本需要。
输入条件
传动系统数模及材料。
工况定义
传动系统分析。
结果评价
最大应力
NVH 指标
NVH 是指 Noise（噪声）、Vibration（振动）、Harshness（声振粗糙感）。由 于它们在汽车中是同时出现且密不可分，因此常把它们放在一起进行研究。汽车 NVH 特性是指在车室振动、噪声的作用下，乘员舒适性主观感受的变化特性。 它是人体触觉、听觉以及视觉等方面感受的综合体现，也可以用振动、噪声等性 能的客观物理量加以衡量。 NVH 特性的研究不仅仅适用于整个汽车新产品的开发过程，而且适用于改 进现有车型乘坐舒适性的研究。一般是针对汽车的某一个系统或总成进行建模分 析，找出对乘坐舒适性影响最大的因素，通过改善激励源振动状况（降幅或移频） 或控制激励源振动噪声向车室内的传递来提高乘坐舒适性。 汽车动力总成悬置系统的隔振研究以及发动机进排气噪声的研究是改善整 车舒适性的重要内容。悬架系统和转向系统对路面不平度激励的传递和响应对驾 驶员及乘客的乘坐舒适性有很大的影响，分析悬架系统的动力学特性可以改善它 的传递特性，减少振动和噪声；通过对转向操纵机构和仪表板进行有限元分析， 可以使转向管柱、方向盘的固有频率移出激励频率范围并保证仪表板的响应振幅 度最小。另外，随着车速的不断提高，高速流动的空气与车身撞击摩擦产生的振 动噪声已经成为车室噪声的重要来源。
5. 工艺分析
5.1. 冲压件成型性工艺分析
目前，钣料成形中广泛应用了计算机仿真技术，尤其是新模具开发、试模、修模阶段，已可将实际的试错过程转化为计算机上虚拟的试错过程。计算机仿真技术使模具的开发成本大大降低，产品的设计周期也大大缩短了。在产品设计的时候不能仔细分析产品的可制造性，如果设计的产品本身就具有不可制造的缺陷，那么无论制造部门如何努力也不能制造出合格的产品。如果在设计车身覆盖件的时候，开始考虑并解决可制造性问题，则可使反复修改的过程减少，甚至做到一次开模试冲成功。可以大大缩短产品及模具开发周期，节约研发成本。
分析目的
侧围外板、车门外板、背门外板、顶盖、发动机盖等及其它结构复杂的内板件成型分析。
输入条件
数模、模面
材料参数
冲压工艺参数
工况定义
冲压成型分析
结果评价
负角；
成形极限图；
减薄率；
应力分布；
材料流动情况（修边线）。
5.2. 注塑工艺分析
分析目的
为避免在制造过程中发现成本过高和时间延迟的问题，必须明确在产品可制造性方面材料、零件几何形状、模具设计和工艺条件的影响。使用分析工具来模拟注塑成型过程，可以在生产开始之前评估和优化这些变量之间的相互影响，使时间和费用降到最低。设计人员可以快速评估每个塑件的制造可行性，产品设计概念得以在最初的阶段即加以改善；也能根据软件分析结果，修改影响产品制造品质的设定与性质，例如：薄板厚度、浇口位置、补强肋的位置及原料的选择。
输入条件
塑料件，成型条件，浇口位置，成品外型等。
工况定义
注塑分析。
结果评价
充填可行性；
熔接线；
气孔；
充填时间等
6. 运动与动力学分析
6.1. 运动学分析校核
转向系统运动学分析
分析目的
运用 ADAMS 软件对其进行转向特性分析，考察方向盘转角、转向器行程、车轮转角的运动变化情况是否满足设计要求。
输入条件
转向系统及前悬架数模，橡胶件属性等。
工况定义
转向工况。
结果评价
方向盘转角、转向器行程、车轮转角的运动变化情况。
轮胎包络分析
分析目的
车身设计时，通常要给汽车轮胎的运动留出足够的空间，对车轮运动进行校核的目的是确定车轮运动至极限位置时占用的空间，并检查车轮与侧围、内板、轮罩、纵梁之间的运动间隙是否足够，防止发生运动干涉。考察车轮运动是否满足运动设计要求，从而为轮罩、挡泥板的设计提供依据。
车轮跳动的极限位置与悬架的结构形式、参数以及橡胶缓冲限位块的允许压缩量有关。分析工具是用 ADAMS 进行动力学建模，在 CATIA 软件中根据前轮转向和跳动运动求取轮胎运动轨迹的包络面，其包络的空间便是车轮转向、跳动所必需的最小空间；在此基础上再考虑必要的间隙就可确定前轮轮罩形状和翼子板开口尺寸。对于非转向轮，只须根据车轮的跳动情况来确定轮罩形状，然后在整车中进行轮胎包络布置并进行干涉检查。
轮罩表面形状不仅要包容车轮在跳动和转向过程中占据的空间，还要考虑悬架-车轮系统的装配误差、导向机构和各铰接点的弹性、轮胎旋转时离心力和汽车制动力引起的弹性变形，以及安装防滑链所需的空间等，有时还应考虑轮胎表面粘接杂物导致直径增大，以及使车轮能从轮罩中方便地取出等情况，因而应在车轮跳转包络面的基础上给了一个间隙空间，从而得到实际需要控制的轮罩表面。间隙的取值由汽车运动的具体区域条件、气候条件和公路状态等因素决定。
软件工具：MSC.ADAMS、CATIA 等。
输入条件
整车及零部件参数
悬架关键点的坐标值
充气后的轮胎三维实体数模
轮胎的上下跳动极限
悬架的所有橡胶衬套的刚度特性，减振器及螺旋弹簧、限位块刚度及阻尼特性
工况定义
对建立的悬架模型进行外部文件分析（External file）
结果评价
轮胎在跳动过程中与周边件的间隙情况
悬架弹性运动学分析
分析目的
根据设计部门提供的相关参数和数模，运用 ADAMS 软件对悬架系统进行弹性运动学分析，考察其车轮定位参数变化的合理性，以此来反映悬架的弹性运动学性能。
输入条件
整车及零部件参数
悬架关键点的坐标值
悬架的所有橡胶衬套的刚度特性，减振器及螺旋弹簧、限位块刚度及阻尼特性
工况定义
平行跳动分析
反向跳动分析
双边制动分析
右侧向力分析
结果评价
考察车轮定位参数变化的合理性
传动轴运动学分析
分析目的
根据整车设计提供的相关参数和数模，运用 ADAMS、CATIA 软件对传动轴进行运动分析，考察传动轴的滑移位移与车轮转角、传动轴夹角等之间的关系。
输入条件
悬架、转向、传动轴模型
工况定义
空载、半载、满载、上跳极限、下跳极限等
结果评价
空载、半载、满载等状态下传动轴的滑移位移、传动轴的夹角之间的关系
6.2. 平顺性分析
分析目的
在汽车行驶过程中，由于路面的不平和发动机、传动系和车轮等旋转部件的激发，汽车会产生振动。汽车的平顺性是保持汽车在行驶过程中振动和冲击对乘员的舒适性影响在一定范围内的性能。研究平顺性的目的，就是控制振动的传递，保证乘坐者不舒服的感觉不超过一定界限和货物运输的安全性。平顺性是现代高速汽车的主要性能之一，在汽车的设计阶段，就要对悬架、车身等部件参数进行分析，以对平顺性做出预测和评价。
当前对平顺性的评价主要分两类：主观评价和客观评价。主观评价方法主要考虑乘员的主观反应，进行统计分析并对车辆进行评价。客观评价方法主要考虑车辆的隔振性能，以机械振动的各物理量（如加速度、频率、振幅等）作为评价指标，并适当考虑人体对振动反应的敏感程度来评价汽车的平顺性，这是一种较为合理的评价方法。
在汽车的各种振动输入中，路面不平是汽车振动的一个主要原因。汽车以某一车速行驶时，路面不平度作用于轮胎，经过悬架和座椅等弹性、阻尼元件传至人体，使人体产生加速度，通过人体对这些加速度的反映来评价汽车的平顺性。
输入条件
整车参数（质量参数、几何外形参数、轮距/轴距、轴荷分配）；
悬架各部件质量和转动惯量、弹簧/减振器参数、限位块参数、衬套参数；
稳定杆参数；
悬架定位参数；
转向系统尺寸参数、质量参数；
轮胎参数；
制动系统参数；
动力总成（发动机、变速箱）参数；
悬置参数；
路面。
工况定义
脉冲输入
随机路面输入
结果评价
评价指标，对于人体振动的评价用加权加速度均方根值 a W ，并分别用 a zW 、a yW 、a xW 表示垂直方向、左右方向和前后方向振动的加权加速度均方根值，或用三轴向加权加速度均方根的矢量和即总加权加速度均方根值，用 a W 表示，若测得的人体振动评价指标为等效均值时，应按给出的公式换算成加权加速度均方根值；汽车平顺性以评价指标与车速的关系曲线—车速特性评价；根据需要亦可只用常用车速的评价指标来评价平顺性。
6.3. 操纵稳定性分析
稳态回转分析
分析目的
稳态回转试验方法是研究汽车操纵稳定性的一种重要试验方法，理论分析指出，过多转向的汽车，在车速达到或大于临界车速时，即使受到轻微的转向干扰，汽车的运动也会发生不稳定现象。在进行现代汽车设计时，事先都要进行模拟计算，预示其稳态转向特性。在标准 QC/T 480-1999 中明确规定，稳态回转试验不及格的车辆，其操纵稳定性的总评价为不及格。操纵稳定性良好的汽车应具有适度的不足转向特性。根据整车设计提供的相关参数和数模，进行稳态回转性能仿真分析，验证该车是否满足稳态回转的要求，并有轻微不足转向趋势，为整车设计和性能评估提供理论依据。
输入条件
整车参数（质量参数、几何外形参数、轮距/轴距、轴荷分配）；
悬架各部件质量和转动惯量、弹簧/减振器参数、限位块参数、衬套参数；
稳定杆参数；
悬架定位参数；
转向系统尺寸参数、质量参数；
轮胎参数；
制动系统参数；
动力总成（发动机、变速箱）参数；
悬置参数。
工况定义
参考标准 GB 6323.6—1994 规定的定方向盘转角连续加速法，对已建立的整车虚拟样机进行了稳态回转特性分析。
在仿真分析过程中，参考实车试验要求，整车为最大总质量状态，先确定该车以 15m 半径作等速回转运动时的方向盘转角，然后固定方向盘转角，让车在静止状态下起步，均匀加速，纵向加速度为 0.2m/s2，侧向加速度达到 6.5m/s2 时停止仿真。
结果评价
转弯半径；
车身侧向加速度；
车身侧倾角
前后轴侧偏角之差；
转弯半径比。
转向回正分析
分析目的
转向回正试验是研究汽车瞬态响应特性的一种重要试验方法，尤其是研究汽车能否恢复直线行驶能力的一种重要试验方法，汽车的转向回正表达了汽车的自由控制运动特性。回正能力是汽车操纵稳定性的一个重要方面，一辆没有回正能力的汽车，或基本上回不到正中（即有较大一点的残余横摆角速度）、或回正过程中行驶方向往复摆动的汽车，驾驶员和乘客都是不满意的。
转向回正试验分低速转向回正和高速转向回正两种试验方法，汽车以一定车速沿圆周行驶，让侧向加速度达到一定值，然后突然放松方向盘，记录汽车的行驶状态。在进行现代汽车设计时，事先都要进行仿真分析，预示其转向回正特性。
输入条件
整车参数（质量参数、几何外形参数、轮距/轴距、轴荷分配）；
悬架各部件质量和转动惯量、弹簧/减振器参数、限位块参数、衬套参数；
稳定杆参数；
悬架定位参数；
转向系统尺寸参数、质量参数；
轮胎参数；
制动系统参数；
动力总成（发动机、变速箱）参数；
悬置参数。
工况定义
参考标准 GB 6323.4-1994 规定的方法
1) 低速回正 汽车沿半径为 15m 的圆周行驶，调整车速，使侧向加速度达到4m/s2，固定转向盘转角，稳定车速并开始记录，待 3s 后，驾驶员突然松开转向盘，至少记录松手后 4s 的汽车运动过程。
2) 高速回正 车速按设计车最高车速的 70%并四舍五入为 10 的整数倍。直线行驶，随后转动转向盘使侧向加速度达到 2m/s2，待稳定后开始记录，至少记录松手后 4s 内的汽车运动过程。
结果评价
稳定时间
残留横摆角速度
横摆角速度超调量
横摆角速度自然频率
相对阻尼系数
横摆角速度总方差
转向轻便性分析
分析目的
轻便性试验主要是用来评价驾驶员操纵汽车转向盘轻重程度、汽车行驶稳定性及乘坐舒适性。其评价指标是转向盘平均作用力和转向盘最大作用力。
输入条件
整车参数（质量参数、几何外形参数、轮距/轴距、轴荷分配）；
悬架各部件质量和转动惯量、弹簧/减振器参数、限位块参数、衬套参数；
稳定杆参数；
悬架定位参数；
转向系统尺寸参数、质量参数；
轮胎参数；
制动系统参数；
动力总成（发动机、变速箱）参数；
悬置参数。
转向助力参数
工况定义
参考标准 GB 6323.5-1994 规定的方法：操纵转向盘，使汽车以 10km/h 的车速沿双纽线路径行驶，待车速稳定后，记录转向盘转角和作用力矩
结果评价
转向盘最大作用力矩均值；
转向盘最大作用力均值；
转向盘作用功；
转向盘作用功均值
转向盘转角瞬态阶跃输入分析
分析目的
汽车在行驶过程中，给转向盘一个突然的转角输入，并固定不变，这相当于给系统一个阶跃位移干扰。阶跃试验可以用来测定汽车对转向盘转角输入时的瞬态响应。如果系统稳定的话，它将从一个稳态（直线行驶）过渡到另一个稳态（转圈行驶），这个过程称过渡过程。
响应时间反映了系统的灵敏特性。在线性范围内，相同车速下，响应时间与转向盘转角输入大小无关。较大的响应时间不利于汽车的控制，或者说汽车对转向输入迟钝。这个指标与驾驶员的主观评价有很好的相关性，较小的时间响应会得到驾驶员的好评。QC/T 480 取这一项作为评分标准。（包括稳态转向、蛇行、角脉冲、转向轻便性）。
输入条件
整车参数（质量参数、几何外形参数、轮距/轴距、轴荷分配）；
悬架各部件质量和转动惯量、弹簧/减振器参数、限位块参数、衬套参数；
稳定杆参数；
悬架定位参数；
转向系统尺寸参数、质量参数；
轮胎参数；
制动系统参数；
动力总成（发动机、变速箱）参数；
悬置参数。
工况定义
参考标准 GB 6323.2-1994 规定的方法：汽车（最大总质量、轻载）以试验车速（最高车速的 70％）直线行驶，以尽快的速度（起跃时间不大于 0.2s 或起跃速度不低于 200°/s）转动转向盘，使其达到预先选好的位置并固定数秒钟。
结果评价
稳态侧向加速度；
横摆角速度与侧向加速度的响应时间；
横摆角速度峰值响应时间；
横摆角速度超调量；
汽车因素“TB”。
转向盘转角瞬态脉冲输入分析
分析目的
汽车的频率特性可以说明汽车对转向输入响应的真实程度，转向盘角脉冲试验正是为了获得汽车频率特性，这个试验要确定给转向盘正弦角位移输入时，输出（汽车横摆角速度）与输入的振幅比与相位差。其评价指标是横摆角速度对方向盘脉冲输入的频域响应的谐振频率、谐振峰水平及相位滞后角。
响应时间反映了系统的灵敏特性。在线性范围内，相同车速下，响应时间与转向盘转角输入大小无关。较大的响应时间不利于汽车的控制，或者说汽车对转向输入迟钝。这个指标与驾驶员的主观评价有很好的相关性，较小的时间响应会得到驾驶员的好评。QC/T 480 取这一项作为评分标准。
输入条件
整车参数（质量参数、几何外形参数、轮距/轴距、轴荷分配）；
悬架各部件质量和转动惯量、弹簧/减振器参数、限位块参数、衬套参数；
稳定杆参数；
悬架定位参数；
转向系统尺寸参数、质量参数；
轮胎参数；
制动系统参数；
动力总成（发动机、变速箱）参数；
悬置参数。
工况定义
参考标准 GB 6323.3-1994 规定的方法。
汽车以试验车速直线行驶，使其横摆角速度为。记下转向盘中间位置（直线行驶位置）。然后给转向盘一个三角脉冲转角输入。向左（或向右）转动转向盘，并 0 0.5 / s迅速转回原处保持不动，记录全部过程，直至汽车回复到直线行驶位置。转向盘转角输入脉宽为0.3 ~ 0.5s，其最大转角应使本试验过渡过程中最大侧向加速度为4 / m s。转动转向盘时应尽量使其转角的超调量达到最小。
结果评价
幅频相频特性图
谐振频率
谐振峰水平
相位滞后角
蛇行试验分析
分析目的
蛇行试验是一种由驾驶员-汽车-外界环境组成的闭环系统性能试验方法。该试验可反映出此闭环系统进行急剧转向的能力，同时可反映出在此种急剧转向情况下乘员的舒适性和安全性。在进行现代汽车设计时，事先都要进行模拟计算，预示其急剧转向性能及乘员的乘坐舒适性。
输入条件
整车参数（质量参数、几何外形参数、轮距/轴距、轴荷分配）；
悬架各部件质量和转动惯量、弹簧/减振器参数、限位块参数、衬套参数；
稳定杆参数；
悬架定位参数；
转向系统尺寸参数、质量参数；
轮胎参数；
制动系统参数；
动力总成（发动机、变速箱）参数；
悬置参数。
工况定义
参考标准 GB 6323.1-1994 规定的方法：试验汽车以近似基准车速二分之一的稳定车速直线行驶，在进入试验区段之间，记录各测量变量的零线，然后蛇行通过试验路段，同时记录各测量变量的时间历程曲线及通过有效标桩区的时间。提高车速，重复进行上述试验过程，共进行 10 次，最高车速不超过80 / km h 。
结果评价
蛇行车速
平均转向盘转角
平均横摆角速度
平均车身侧倾角
平均侧向加速度
6.4. 制动性分析
分析目的
汽车的制动性是指汽车在行驶时能在短距离停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速和保证汽车较长时间停放在斜坡上的能力。另外,也包括在一定坡道上能够长时间停放的能力。汽车的制动性是汽车的主要使用性能之一，直接关系到交通安全。重大交通事故往往与制动距离太长、制动时发生严重侧滑或方向失控、下长坡制动稳定性差等情况有关。
汽车制动性能的三个评价指标：
制动效能（含制动距离和制动减速度）；
制动效能的恒定性（抗衰退性能）；
制动时汽车方向稳定性（包括抗跑偏、抗侧滑和保持转向能力的性能）。
制动装置分为行车制动、应急制动、驻车制动、辅助制动、自动制动系统。通过模拟仿真，对汽车行车的制动性能进行计算，从而为制动器性能及其类型的选择提供参考方向。
输入条件
整车参数（质量参数、几何外形参数、轮距/轴距、轴荷分配）；
悬架各部件质量和转动惯量、弹簧/减振器参数、限位块参数、衬套参数；
稳定杆参数；
悬架定位参数；
转向系统尺寸参数、质量参数；
轮胎参数；
制动系统参数；
动力总成（发动机、变速箱）参数；
悬置参数。
工况定义
按照 GB7258-2004 规定，行车制动性能的试验应在平坦、干燥和清洁的硬路面（轮胎与路面之间的附着系数不应小于 0.7 ）上进行。被测车辆沿着试验车道的中线行驶至高于规定的初速度后，置变速器于空档，当滑行到规定的初速度时，急踩制动，使机动车停止，测量机动车的制动距离。
结果评价
制动衰退性包括抗热和抗水衰退性，与制动器材料相关，动力学分析中不考虑。制动效能包括汽车的制动距离、制动减速度和制动力，在分析中需要测量。制动稳定性即制动时汽车按给定路径行驶的能力，若制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力，则汽车将偏离原来的路径。一般要求是不能偏出规定的通道宽度。
7. 碰撞性能分析
7.1. 正面碰撞
正面碰撞在汽车事故中发生频率最高，采用适当的正面碰撞保护措施，可明 显减少人员伤亡。正面碰撞保护的主要措施是利用汽车前部的压溃变形吸收能 量。缓解碰按加速度，加固车身驾驶室结构，保证乘员有足够的生存空间；利用 安全带、安全气囊等乘员保护装置，防止乘员因二次碰撞造成伤害。 正面碰撞试验有多种形式，按照碰撞对象可分为壁障的碰撞和与实车的碰 撞。对于与壁障的正面碰撞，按照碰撞角度可分为汽车与垂直于汽车行驶方向壁 障的碰撞和汽车与壁障的角度碰撞。
分析目的
参考国家标准 GB 11551—2003（乘用车正面碰撞的乘员保护），进行正面碰撞仿真模拟，以考察该车的正面碰撞特性是否符合国标的要求。
输入条件
整车坐标系下实际结构 3D 数模和 3D 焊点（焊缝）
零件名称、钣金厚度、材料牌号明细表
动力总成和传动系重心坐标和转动惯量
动力总成和排气系悬置刚度曲线
减震器阻尼曲线和减震弹簧刚度
悬架中衬套的刚度曲线
轮胎和轮辋型号、轮胎重量和气压
整车质量和质心坐标、前后轴荷分配
部分子系统、部分刚体的质量、质心坐标和转动惯量
前、后座椅 R 点及座椅的载荷阻尼曲线
燃油箱容积
金属材料真实（有效）塑性应力-应变曲线
泡沫和其他非金属材料相关参数
转向柱压溃刚度
工况定义
根据 GB11551 规定，被试验车辆以 48～50km/h 的速度与固定障碍壁表面垂直相撞。固定障碍壁为刚性墙，车辆被施加以重力加速度 g，碰撞时车辆速度为50km/h,碰撞角为 0 度，整车状态亦有详细规定。
结果评价
应变能
吸能特性
节点加速度
假人数据等
7.2. 侧面碰撞
侧面碰撞试验与分析用于模仿汽车间或汽车与障碍物的侧面碰撞。按碰撞对 象的不同，侧面碰撞试验可分为实车间的侧面碰撞试验和试验车与壁障的碰撞试 验。 实现侧面碰撞防护的指导思想是；将侧碰力有效地转移到车身具有保护作用 的梁、柱、地板、车顶及其他部件，使撞击力被这些部件分散、吸收，从而极大 限度地把可能造成的损害降低到最小程度。
分析目的
参照国家强制性标准《GB 20071-2006 汽车侧面碰撞的乘员保护》，进行侧碰撞仿真模拟，以考察该车的侧碰撞特性是否符合国标的要求
输入条件
整车坐标系下实际结构 3D 数模和 3D 焊点（焊缝）
零件名称、钣金厚度、材料牌号明细表
动力总成和传动系重心坐标和转动惯量
动力总成和排气系悬置刚度曲线
减震器阻尼曲线和减震弹簧刚度
悬架中衬套的刚度曲线
轮胎和轮辋型号、轮胎重量和气压
整车质量和质心坐标、前后轴荷分配
部分子系统、部分刚体的质量、质心坐标和转动惯量
前、后座椅 R 点及座椅的载荷阻尼曲线
燃油箱容积
金属材料真实（有效）塑性应力-应变曲线
泡沫和其他非金属材料相关参数
转向柱压溃刚度
工况定义
移动变形壁障的纵向中垂面轨迹垂直于被撞车辆的纵向中垂面，与试验车辆上通过碰撞侧前排座椅“Ｒ”点的横断垂面之间的距离应在25mm内。在碰撞瞬间，应确保由变形壁障前表面上边缘和下边缘限定的水平中间平面与试验前确定的位置的上下偏差在 25mm内，移动变形壁障的速度应为50 / 1 / km h km h 。
结果评价
应变能
吸能特性
节点加速度
假人数据等
7.3. 后面碰撞
由于后面碰撞事故中乘员伤害的程度较轻，而由燃油系统泄漏引起的火灾却 会引起严重的乘员伤害，因此各国相关规范中规定的后面碰撞试验多用作考核碰 撞中燃油系统完整性。
分析目的
参照国家强制性标准《GB 20072-2006 乘用车后碰撞燃油系统安全要求》，进行了后面碰撞仿真模拟，以考察该车的后碰撞特性是否符合国标的要求。
输入条件
整车坐标系下实际结构 3D 数模和 3D 焊点（焊缝）
零件名称、钣金厚度、材料牌号明细表
动力总成和传动系重心坐标和转动惯量
动力总成和排气系悬置刚度曲线
减震器阻尼曲线和减震弹簧刚度
悬架中衬套的刚度曲线
轮胎和轮辋型号、轮胎重量和气压
整车质量和质心坐标、前后轴荷分配
部分子系统、部分刚体的质量、质心坐标和转动惯量
前、后座椅 R 点及座椅的载荷阻尼曲线
燃油箱容积
金属材料真实（有效）塑性应力-应变曲线
泡沫和其他非金属材料相关参数
转向柱压溃刚度
工况定义
碰撞装置
a） 刚性移动壁障
b） 碰撞速度：50km/h
c） 质量：1100kg
d） 尺寸参见 GB 20072-2006
车
空载
路面
a） 足够宽
b） 水平、平整
结果评价
油箱系统的完整性
后座椅Ｒ点的移动量
7.4. 滚翻
在车辆行驶中，由于急打方向盘等原因会导致车辆翻车，在这种情形下，也 要确保乘员有足够的生存空间。
分析目的
类似 FMVSS216，用一个倾斜的刚性加载装置，如同静态地施力于Ａ柱/顶盖侧面结构，该力相当于汽车重量的 2.5 倍，记录力-位移特性
输入条件
整车坐标系下实际结构 3D 数模和 3D 焊点（焊缝）
零件名称、钣金厚度、材料牌号明细表
动力总成和传动系重心坐标和转动惯量
动力总成和排气系悬置刚度曲线
减震器阻尼曲线和减震弹簧刚度
悬架中衬套的刚度曲线
轮胎和轮辋型号、轮胎重量和气压
整车质量和质心坐标、前后轴荷分配
部分子系统、部分刚体的质量、质心坐标和转动惯量
前、后座椅 R 点及座椅的载荷阻尼曲线
燃油箱容积
金属材料真实（有效）塑性应力-应变曲线
泡沫和其他非金属材料相关参数
转向柱压溃刚度
工况定义
滚翻工况
结果评价
上部结构在车辆滚翻时的支持能力。
7.5. 行人保护
行人的伤害一般包括保险杠和一次碰按时产生的下肢伤害；与发动机罩、风 挡玻璃等二次碰撞时的伤害；以及与路面三次碰撞产生的伤害。设计车身时，应 就这三方面伤害采取相应的措施
分析目的
欧共体的行人保护法规于 1998 年开始生效。该法规规定的试验方法使用代替行人下肢和头脑的冲击锤撞击汽车的前保险杠、发动机舱盖的前端和上表面，主要试验包括腿部模块与保险杠的碰撞试验、大腿模块与发动机舱盖前端的碰撞试验、头部模块与发动机舱盖上表面的碰撞试验。
输入条件
整车坐标系下实际结构 3D 数模和 3D 焊点（焊缝）
零件名称、钣金厚度、材料牌号明细表
动力总成和传动系重心坐标和转动惯量
动力总成和排气系悬置刚度曲线
减震器阻尼曲线和减震弹簧刚度
悬架中衬套的刚度曲线
轮胎和轮辋型号、轮胎重量和气压
整车质量和质心坐标、前后轴荷分配
部分子系统、部分刚体的质量、质心坐标和转动惯量
前、后座椅 R 点及座椅的载荷阻尼曲线
燃油箱容积
金属材料真实（有效）塑性应力-应变曲线
泡沫和其他非金属材料相关参数
转向柱压溃刚度
工况定义
参考欧洲法规
结果评价
行人腿部、头部伤害值等。
7.6. C-NCAP 碰撞
分析目的
C-NCAP 旨在建立高标准、公平和客观的车辆碰撞安全性能评价方法，以促进车辆技术的发展，追求更高的安全理念。该项目意义在于给消费者提供新上市车辆的安全信息，并推动生产企业增强对安全标准的重视，提高车辆安全性能和技术水平，同时使具有优异的乘员安全保护性能的车辆在评价中予以体现。
输入条件
整车的 CAE 模型及焊点数据
BOM 表数据
材料参数：包含钢材（含应变率）、塑性材料、泡沫材料、胶材料等；
质量信息：整车和各子系统质量及质心；
发动机信息：平动质量、转动惯量、质心位置；
座椅信息：座椅靠背、座椅座垫、座椅固定点；
H 点信息；
转向管柱信息
约束系统信息；
油箱容量和尺寸；
油管信息
工况定义
正面 100%重叠刚性壁障碰撞试验
正面 40%重叠可变形壁障碰撞试验
可变形移动壁障侧面碰撞试验
结果评价
分数和星级
7.7. 低速碰撞
分析目的
汽车低速碰撞安全性的目的：一是保护行人和骑车人的安全，降低对他们的伤害程度；二是保护汽车重要部件名遭受损坏，节约因撞车造成的维修费用
可采用 IIHS 低速碰撞标准
输入条件
保险杠、车身数模及材料属性等
工况定义
低速碰撞
结果评价
应变能、变形率等
为了减轻汽车碰撞事故对人类社会造成的危害，各汽车工业发达国家先后制 定了相应的碰撞安全法规，主要是规定了车辆对车内乘员和路上行人的碰撞保护 性能要求。该方法包括正碰、侧碰和后碰等内容；现在内容还在不断增加，也更 加严格，如固定柱碰撞、翻滚、高空跌落和顶盖碰撞等法规要求。 碰撞模拟技术作为车身抗撞性分析的现代方法对车身结构设计各阶段的工 作都有帮助。在设计的不同阶段，分析工作所承担的任务是不同的，导致建模思 想也不相同。碰撞模拟在汽车结构设计中的应用，可以被分为三个阶段，即概念 开发阶段、工程结构设计阶段和结构设计验证阶段。产品策划阶段和造型阶段的 资料收集及方案确定为汽车设计及分析打下良好的基础。 碰撞分析的目的是评价车身结构的性能并与试验数据进行比较，提供修改意 见供设计者参考。分析结果要包括车身结构的整体变形、整体能量变化情况、侵 入量、关键部位加速度等。
8. 经济性、动力性分析
8.1. 经济性分析
分析目的
汽车使用经济性是一种使用性能，是指汽车为完成单位运输量所支付最少费用的能力。它是评价汽车运输企业经营经济效果的综合性指标
汽车燃料经济性指汽车以最少的燃料消耗完成单位运输工作量的能力，它是汽车使用的主要性能之一
AVL-cruise 软件是针对整车的动力性、经济性、制动性等性能的计算专门开发的一个专用软件。满足设计者所提供的要求，能够对汽车的经济性进行模拟计算，从而得到汽车的等速油耗、各种工况油耗
输入条件
整车参数、发动机参数，离合器、变速箱、减速器、轮胎等
工况定义
城市循环工况、公路循环工况
结果评价
C 曲线绘制等
8.2. 动力性分析
分析目的
通常，对于两轮驱动的轿车而言，它的驱动形式有两种，分别是发动机前置前轮驱动、发动机前置后轮驱动。AVL-cruise 软件是针对整车的动力性、经济性、制动性等性能的计算专门开发的一个专用软件，能满足设计者所提供的要求，对汽车的动力性进行计算，从而得到汽车的加速性能、最高车速、爬坡性能等。
输入条件
发动机、离合器、变速箱、减速器、轮胎等
工况定义
加速工况、爬坡工况等。
结果评价
功率平衡图、驱动力图、爬坡性能图等。
导读：全面系统的展示了汽车整车开发过程的涉及到的CAE分析活动，适用于项目经理对整车开发项目的CAE工作进行推动，把控与验收。