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没有明白各人有无发明一个征象,近来几年新车更新换代的速率愈来愈快了。像群众如许的传统国际年夜厂,从坐项到量产一款新车凡是需求54个月的工夫,海内的传统车企根本也正在36个月阁下。可如今的新权力车企曾经将研收测试周期收缩到了24个月,以至有传说风闻某些车企曾经收缩到15个月之内了,速率堪比脚机。那些变革也给各人带去了一些迷惑战担心,新车开辟周期一而再、再而三天收缩,那背后是手艺前进的成果,仍是车企为了短时间销量战利润,无视了产物机能呢?
正在引见新车研收工夫收缩的缘故原由之前,我们有须要先大抵理解一下新车的研收流程。根据支流车企的开辟尺度,新车研收流程分为计划、设想/考证、投产三个次要阶段。此中计划阶段耗时9.5个月、设想/考证14个月、投产10.5个月,最初减上2个月的上市阶段,一共便是36个月。没有好看出,新车开辟中设想/考证的耗时最少,收缩开辟周期天然也要从它动手。
怎样才气有用天收缩设想/考证的工夫呢?各家车企正在那一面上根本皆告竣了分歧,那便是接纳CAE仿实手艺。简朴来讲,CAE便是把车辆根本疑息录进仿实硬件,经由过程硬件去模仿计较,然后再比力差别设想计划的好坏势。万万别鄙视CAE手艺,它可以模仿的范畴十分多,好比车身碰碰宁静性、气鼓鼓动机能、NVH等等。也便是道,如今开辟新车,前期险些没有需求把设想图纸转换为实在整件,然后挨个来做物理测试,而是只用正在电脑上敲击键盘鼠标,各类整件的特征便了如指掌了。
那么道能够仍是有面笼统,上面我们便道一些实践的案例。马自达正在开辟第一代CX-5的车身时,实际标的目的很明白,那便是车身的传力途径没有要蜿蜒,该当只管设想成笔挺的曲线,别的车身的传力途径要多,并且传力途径要连接。
可是详细到纵梁取车身是斜着安插仍是垂曲安插,哪种设想宁静性更好时,仍是要颠末大批的测试战考证,以是马自达便用到了LS-DYNA那款硬件阐发车身的碰碰机能。简朴来讲,马自达起首将CX-5的尺微暇、构造做成一个CAD模子,然后把车辆的CAD模子导进LS-DYNA那款硬件,松接着将车身差别部位的质料数据输进出来。
为了准确阐发车身碰碰时势部的变形战溃缩,正在LS-DYNA中借需求把车成分成粗大的网格,普通网格越小仿实越靠近实在状况。像90年月马自达的车身仿实,网格的尺微暇正在50-100mm,因而全部车身被分为3万个网格。而近年马自达的车身网格尺微暇曾经减少到了3-7mm,车身一共由300-400万个网格构成。固然,网格数目越多计较工夫越少,因而车企念要得到更好的仿实结果,便需求有更强的计较才能,那也是为何如今有些车企不断正在夸大自建超算中间的缘故原由。
当以上步调完成后,便只用正在LS-DYNA中设定您念要的测试场景,好比偏偏置碰碰、侧碰、速率等等,然后经由过程仿实计较就能够看到差别计划的区分。
比方正在设想CX-5底盘的纵梁时,马自达比照了7种计划,最初从计较的成果能够看到,纵梁轻轻倾斜呈V字形时,正在偏偏置碰碰中门坎梁变形幅度最小,而X形的纵梁应力过于集合有变形的风险,因而量产车型终极挑选了V字形计划。
除碰碰宁静性以外,像是车身的NVH机能也常常用到CAE仿实,只不外所利用的硬件纷歧样。好比正在阐发车身中下频乐音,和怎样安插车身的吸音、隔音、阻僧质料时,各年夜车企常常会用到VA One等硬件。仍是以CX-5为例,正在车本地板利用阻僧质料时,假如全部天板皆利用一样薄度的阻僧质料,那末车身重量便会进步,而隔音机能其实不会因而变好。
可是将CX-5的车身疑息导进到NVH阐发硬件后,就能够曲不雅的看到底盘每一个部位乐音、震惊的巨细差别,然后按照震惊巨细去展设阻僧质料。像CX-5的后排天板部位,它的乐音、震惊便比力年夜,以是需求利用薄一面的阻僧质料,而备胎槽只要一小块地区乐音震惊较年夜,其他比力小,以是能够用薄薄两种质料拆配利用。因为利用了先辈的CAE仿实手艺,CX-5正在隔音机能稳定的状况下,车身天板阻僧质料重量反而低落了2.4kg。
正在气鼓鼓动机能圆里,CAE也是必不成少的环节,同前里一样把车辆的CAD模子导进STAR-CD等气鼓鼓动机能仿实硬件内乱,然后设定测试前提,那末车身团体或部分的风阻、氛围流背、车身外表压力等疑息就能够完好的展示出去。并且按照马自达供给的数据,气鼓鼓动机能仿实取风洞测试的风阻偏差能够掌握正在3%之内。
由于仿实的粗度战复原才能十分下,以是经由过程气鼓鼓动仿实硬件,车企能够针对车身的部分细节停止挨磨从而一面面天低落风阻。好比正在马自达CX-3上,经由过程仿实计较发明,当气鼓鼓畅通过前倾的后风挡玻璃取C柱时会发生宏大的涡流,从而招致风阻提拔。但假如正在后风挡取C柱上侧夹角的地位增长一个扰流板,涡流便会年夜幅削减,整车风阻因而低落了1%。
实在,CAE仿实正在汽车上使用的范畴另有许多,好比动力战能耗仿实、底盘操控仿实等等。不外由于篇幅的缘故原由,我们便纷歧一引见了。
跟着CAE仿实手艺的前进,新车正在设想/考证中年夜幅低落了试错本钱战研收周期。由于CAE正在开辟中出格好用,以是有很多厂商开端深度定造CAE硬件,并完成了主动化仿实。简朴来讲,本来通用CAE硬件需求野生脚动操纵,流程比力烦琐,并且借会呈现报酬的误操纵。而主动化仿实将部门或局部的脚动操纵酿成了主动操纵,进一步进步了服从,并低落了报酬误操纵的几率。也便是道,即使各年夜车企皆接纳CAE仿实,他们之间的服从也会由于硬件机能大概算力的差别,影响整车的开辟周期。
除设想手艺前进带去的服从提拔以外,部门汽车厂商为了进一步紧缩产物的研收工夫战本钱,确实对开辟环节做了劣化。好比正在传统的汽车研收中,有一个开硬模试造样车的环节。硬模的寿命很短,普通小于1000次,而年夜范围消费的硬模则能够到达20万次。开硬模试造样车次要是为了提早测试车身整部件的婚配战功用,假如车身存正在设想缺点,那末就能够提早发明成绩,而没有会把缺点带到开硬模的量产阶段。
根据36个月的新车开辟周期计较,硬模耗时为4个月,砍失落开硬模环节能够明显缩加产物开辟周期。有车企做过预算,要念把新车36个月的开辟周期降到24个月,硬模是必需要省来的环节。之以是有车企敢省来硬模环节,次要也是由于如今的CAE仿实的粗度很下,开模的风险变小了。固然,正在紧缩汽车开辟环节过程当中,相似的状况另有许多。
不只是样车试造,车辆经久性战老化机能测试正在现在的情况下也不能不停止缩加。好比有车企曾经利用了VPG手艺部门替换了传统的门路测试,简朴来讲,VPG便是经由过程激光扫描典范的强化测试路里,然后成立一个路里的模子,把车辆战路里的模子同时导进到前里用去做碰碰测试的LS-DYNA硬件中,因而就能够经由过程硬件去测试车辆正在强化路里上的经久机能。
前里提过,群众开辟一款新车的工夫为54个月,可是群众今朝正正在研收的ID.2杂电轿车开辟周期曾经缩加至36个月。那此中仿实测试起了很高文用,本来群众开辟新车会正在冰冷气候做2-3个夏季门路测试,可是用到仿实测试后,如今只用做1个夏季测试。
不外,经久性仿实并非万能的,像是车辆的实践磨益、腐化战老化仍然不克不及经由过程仿实很好的表现出去。而传统的户中天然老化测试,普通又需求1年大概以上的工夫,那明显没有契合如今的新车开辟节拍。以是现在部门传统的车企接纳了相对守旧的做法,那便是将整件、质料以必然温度、干度放正在台架长进止轮回测试。至于台架测试也没法有用考证的整部件,则是零丁用样件停止户中测试。
可是差别企业的台架老化测试尺度差别仍是很年夜的,便单单拿测试工夫来讲,有的企业台架老化测试是120h,有的是1020h。
无庸置疑的是,跟着制车手艺的前进,新车的研收周期必定会愈来愈短,并且车辆的品格也能有所包管。但即便如今的仿实硬件能够必然水平上替代实践测试,那也不料味着新车的开辟周期能够有限造天收缩。究竟结果汽车没有是脚机,没有会一两年便更新换代,并且利用的场景也要比电子产物庞大宽苛很多。做为车企,该当本着为车主卖力的立场,用公道的方法办法降本删效,而没有是一味天紧缩新车开辟测试的工夫。
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