發(fā)布者：凱思軟件發(fā)布日期：2025-04-30瀏覽量：
引言：隨著新能源汽車滲透率突破?40%?（中汽協(xié)2024年數(shù)據），車企面臨碰撞安全、輕量化、電池防護等多重技術挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)結構分析方法已無法滿足復雜工況需求，?Abaqus?憑借其非線性分析能力與多物理場耦合技術，成為寶馬、比亞迪等頭部企業(yè)的核心仿真工具。本文將結合凱思軟件服務經驗，深入解析3個行業(yè)標桿級應用案例，并揭秘?凱思軟件?如何通過本土化技術方案，助力車企實現(xiàn)仿真效率與精度的雙重突破。
一、行業(yè)痛點與技術變革
1、汽車結構分析的四大核心挑戰(zhàn)
l ?碰撞安全?：25%偏置碰撞中前縱梁變形量預測誤差超?15%?
l ?輕量化設計?：多材料車身連接界面失效風險難以量化評估
l ?電池防護?：80km/h側面柱碰時電芯模組擠壓變形量檢測盲區(qū)
l ?計算效率?：整車模型顯式動力學分析耗時超?72小時/工況?
2、Abaqus的技術突圍路徑
l ?材料庫升級?：涵蓋高強鋼、碳纖維、鋁合金等?32種?汽車專用本構模型
l ?算法創(chuàng)新?：
l 顯式求解器（Abaqus/Explicit）采用雙精度并行計算，誤差降低?40%?
l 隱式求解器（Abaqus/Standard）支持GPU加速，迭代速度提升?5倍?
l ?生態(tài)協(xié)同?：凱思軟件開發(fā)的?KSAE-Abaqus接口插件?，實現(xiàn)CATIA模型到仿真網格的?一鍵轉換?（耗時從6小時縮至15分鐘）
二、創(chuàng)新應用案例解析
案例一：車門側面柱碰仿真優(yōu)化（某德系豪華品牌）
1、技術難點
碰撞能量在車門防撞梁與B柱間的傳遞路徑不連續(xù)
車窗玻璃破碎行為導致侵入量預測偏差超?20mm?
2、Abaqus解決方案
?材料模型?：
l 玻璃采用Johnson-Holmquist脆性損傷模型
l 高強鋼梁使用GISSMO失效準則（凱思軟件提供參數(shù)校準服務）
?關鍵技術?：
l 通過General Contact算法捕捉碎片飛濺軌跡
l 凱思KSMesh模塊自動優(yōu)化車門鉸鏈區(qū)域網格（單元數(shù)減少?35%?）
3、實施效果
l 侵入量預測精度達?±1.5mm?，通過C-NCAP 2024版測試
l 開發(fā)周期縮短?30天?，節(jié)省試驗成本?200萬元?
案例二：純電車型電池包底部球擊分析（某國產新能源品牌）
1、技術瓶頸
l 電池殼體在30km/h球擊工況下可能引發(fā)電芯短路
l 傳統(tǒng)方法無法模擬冷卻管路與電芯的耦合變形
2、Abaqus技術路線
?多物理場耦合?：
l 結構變形（Abaqus/Explicit）與熱失控（Abaqus/CFD）同步計算
l KSThermal模塊自動映射溫度場至結構模型
?建模創(chuàng)新?：
l 電芯采用Hybrid Element（實體單元與梁單元混合建模）
l 冷卻管路應用Beam Connector簡化連接關系
3、 驗證數(shù)據
l 球擊后殼體變形量實測?18.7mm? vs 仿真?19.2mm?（誤差?2.7%?）
l 熱失控蔓延速度預測準確率超?95%?
案例三：全鋁車身輕量化拓撲優(yōu)化（某新勢力車企）
1、設計目標
l 車身剛度提升?15%?的同時減重?10%?
l 確保40%偏置碰撞中乘員艙完整性
2、關鍵技術組合
?Abaqus TOSCA?：
l 基于應變能密度的拓撲優(yōu)化，迭代次數(shù)減少?50%?
l 凱思KSTopology插件自動生成制造約束（最小壁厚≥1.2mm）
?工藝驗證?：
l 擠壓鋁型材接頭應用Ductile Damage模型預測開裂風險
l 凱思材料數(shù)據庫提供6種鋁合金的成形極限曲線
三、凱思軟件的技術賦能體系
1、預處理效率革命
?模型轉換?：CATIA V5/V6模型通過KSAE-Translator直連Abaqus，幾何修復時間減少?90%?
?網格優(yōu)化?：針對焊點、膠接等特征，自動生成ACM與COHESIVE單元（精度達?0.05mm?）
2、計算資源調度創(chuàng)新
?混合計算?：本地集群與阿里云GPU資源的無縫切換（借助凱思KSCloud調度器）
?任務拆解?：整車模型按子系統(tǒng)拆分后并行計算，總耗時從?18小時降至4小時?
3、后處理智能化
l ?自動報告?：KSReport模塊一鍵生成符合企業(yè)標準的分析文檔（支持中/英/德三語）
l ?缺陷預測?：基于Abaqus結果訓練AI模型，提前識別?92%?的工藝風險
四、實施效益與行業(yè)趨勢
1、技術經濟指標
l ?研發(fā)效率?：某車企應用凱思軟件的實施方案后，單車型仿真任務周期縮短?45%?
l ?成本控制?：減少物理樣機制作?6臺/年?，直接節(jié)省?1500萬元?
l ?質量提升?：整車碰撞試驗一次性通過率從?70%提升至95%?
2、未來技術方向
l ?數(shù)字孿生?：Abaqus與凱思KSDigital Twin平臺融合，實現(xiàn)產線數(shù)據實時仿真
l ?量子計算?：聯(lián)合中科院開發(fā)量子-經典混合算法，復雜模型求解速度再提升?10倍
