奇瑞汽車(chē)將LMS Samtech Tea Pipe作為新車(chē)型開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的必備驗(yàn)證工具

西門(mén)子工業(yè)軟件幫助中國(guó)汽車(chē)制造廠商利用一種準(zhǔn)確分析方法顯著縮短制動(dòng)管開(kāi)發(fā)周期并降低開(kāi)發(fā)成本

業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)
保證在所有行駛工況下制動(dòng)管和周?chē)考凶銐虻拈g隙
保證轉(zhuǎn)向和懸掛的各個(gè)位置制動(dòng)管的曲率足夠大
優(yōu)化制動(dòng)管長(zhǎng)度和支撐數(shù)量以降低成本

成功關(guān)鍵
創(chuàng)建了包含制動(dòng)管和周?chē)考哪Ｐ瓦M(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真
準(zhǔn)確定義制動(dòng)管材料特性參數(shù)
在3D環(huán)境下對(duì)制動(dòng)管路的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行檢查

成果
開(kāi)發(fā)了一種必備的設(shè)計(jì)方法能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)整車(chē)運(yùn)行過(guò)程中制動(dòng)管的位移和變形
能夠?qū)赡軐?dǎo)致設(shè)計(jì)問(wèn)題的工況進(jìn)行詳細(xì)分析
通過(guò)仿真分析提前預(yù)估和避免實(shí)車(chē)驗(yàn)證才能發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，顯著縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期并降低成本
減少工程師手動(dòng)驗(yàn)證的工作量


客戶(hù)的主要業(yè)務(wù)
奇瑞汽車(chē)股份有限公司成立于1997年，由5個(gè)國(guó)有投資公司組成。1999年12月18日，第一輛奇瑞轎車(chē)下線，以2007年8月22日第100萬(wàn)輛汽車(chē)下線為標(biāo)志，奇瑞樹(shù)立了中國(guó)自主品牌的成功典范。作為多年來(lái)中國(guó)乘用車(chē)出口第一的廠商，奇瑞逐漸成為一個(gè)知名的國(guó)際化品牌。奇瑞陸續(xù)打造了艾瑞澤、瑞虎、風(fēng)云、QQ和東方之子等一系列在國(guó)內(nèi)家喻戶(hù)曉的知名車(chē)型品牌，產(chǎn)品線覆蓋乘用車(chē)、商用車(chē)和微型車(chē)等。目前具有年產(chǎn)900,000輛車(chē)和發(fā)動(dòng)機(jī)、400,000變速箱的能力。

制動(dòng)部件的不當(dāng)設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性后果

對(duì)于汽車(chē)的安全駕駛而言，好的制動(dòng)性能是必需的。但是駕駛者真正知道他們踩下制動(dòng)踏板這一動(dòng)作究竟發(fā)生了什么或者涉及了多少不同的技術(shù)嗎？多年以來(lái)，工程師們一直致力于開(kāi)發(fā)制動(dòng)系統(tǒng)，以增加汽車(chē)的安全性、操縱穩(wěn)定性和舒適性。發(fā)動(dòng)機(jī)增壓系統(tǒng)減小驅(qū)動(dòng)力以實(shí)現(xiàn)減速。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)控制制動(dòng)力的大小，使車(chē)輪不被抱死，處于可控的邊滾邊滑的狀態(tài)，以保證車(chē)輪與地面最大的附著力。車(chē)身電子穩(wěn)定系統(tǒng) (ESP) 在提升車(chē)輛操控表現(xiàn)的同時(shí)有效地防止汽車(chē)達(dá)到其動(dòng)態(tài)極限時(shí)失控，幫助汽車(chē)維持動(dòng)態(tài)平衡。更有高級(jí)主動(dòng)安全系統(tǒng)能夠根據(jù)從外部環(huán)境收集的信息進(jìn)行主動(dòng)制動(dòng)決策。

在涉及制動(dòng)的所有過(guò)程中，快速的系統(tǒng)響應(yīng)是至關(guān)重要的。通過(guò)包含多層橡膠和編織布組成的制動(dòng)軟管的液壓回路，可以讓制動(dòng)壓力及時(shí)傳遞到制動(dòng)鉗實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。制動(dòng)軟管需要布置在一個(gè)局限的空間，并且會(huì)在車(chē)輛行駛特別是轉(zhuǎn)彎過(guò)程中有大的變形。為使制動(dòng)軟管不至于反復(fù)磨損而導(dǎo)致失效，以至影響整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)性能，制動(dòng)軟管與周?chē)考g必須保證有足夠的間隙。對(duì)于汽車(chē)制造廠商和駕駛?cè)藛T來(lái)說(shuō)，制動(dòng)軟管的不當(dāng)設(shè)計(jì)都會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。為避免這些問(wèn)題的發(fā)生，在最終實(shí)車(chē)驗(yàn)證的過(guò)程中，往往需要對(duì)制動(dòng)軟管的位移和變形進(jìn)行徹底的檢查。

“西門(mén)子工業(yè)軟件的工程師能夠提供非常高質(zhì)量的技術(shù)支持和培訓(xùn)，為我們的日常工作提供了很大幫助。”

胡本波
制動(dòng)部主任工程師
產(chǎn)品技術(shù)中心
奇瑞汽車(chē)股份有限公司

需要更高效的設(shè)計(jì)流程

領(lǐng)先的中國(guó)乘用車(chē)自主品牌，奇瑞汽車(chē)股份有限公司主任工程師胡本波說(shuō)：“樣車(chē)路試過(guò)程中制動(dòng)軟管磨損或者干涉的問(wèn)題非常常見(jiàn)。曾經(jīng)瑞虎5和瑞虎7這兩款SUV車(chē)型，都出現(xiàn)過(guò)制動(dòng)軟管的問(wèn)題，并且花費(fèi)了大量的時(shí)間和成本去解決。雖然制動(dòng)軟管是很小的部件，但卻是一個(gè)布置復(fù)雜的關(guān)鍵部件，如果一旦到了實(shí)車(chē)驗(yàn)證階段才發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，那么就會(huì)影響整車(chē)上市時(shí)間，并且增加了成本，而且路試工況和用戶(hù)工況不一定吻合，如果是用戶(hù)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，那就需要召回，所以一定不能出問(wèn)題。”

奇瑞之前采用基于CAD軟件的管路模塊和樣條曲線的方法來(lái)進(jìn)行制動(dòng)軟管設(shè)計(jì)，工程師定義9種工況并逐個(gè)手動(dòng)校核間隙，這樣非常費(fèi)力且工況是不完全的。胡本波說(shuō)：“之前我們無(wú)法考慮制動(dòng)軟管由于大位移、大旋轉(zhuǎn)及隨之而來(lái)的彎曲和扭轉(zhuǎn)等非線性因素，因此制動(dòng)軟管的設(shè)計(jì)并不是最優(yōu)設(shè)計(jì)。為了防止上翹和下翹管路拉斷，設(shè)計(jì)余量比較大，而且用樣條曲線方法得到的制動(dòng)軟管走向與實(shí)際相差很大，有些實(shí)際上會(huì)發(fā)生干涉的工況，在設(shè)計(jì)時(shí)卻沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)。制動(dòng)軟管會(huì)隨著轉(zhuǎn)向和懸架一起運(yùn)動(dòng)，因此我們需要對(duì)制動(dòng)軟管進(jìn)行完整的運(yùn)動(dòng)仿真。”

“在奇瑞，對(duì)于任何新車(chē)型的開(kāi)發(fā)，在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段必須采用LMS Tea Pipe進(jìn)行驗(yàn)證校核和優(yōu)化，結(jié)果通過(guò)后才能夠通過(guò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入到下一個(gè)開(kāi)發(fā)階段”

胡本波
制動(dòng)部主任工程師
產(chǎn)品技術(shù)中心
奇瑞汽車(chē)股份有限公司

奇瑞工程師意識(shí)到他們的設(shè)計(jì)方法需要改進(jìn)。胡本波表示：“之前的設(shè)計(jì)方法工作量大且周期長(zhǎng)，很難準(zhǔn)確評(píng)估出相關(guān)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，也不能去校驗(yàn)和優(yōu)化這些設(shè)計(jì)問(wèn)題。以至于設(shè)計(jì)已經(jīng)通過(guò)驗(yàn)證，但樣車(chē)路試校驗(yàn)時(shí)依然出現(xiàn)問(wèn)題。”

“和以前僅考慮有限的工況相比，采用LMS Tea Pipe可以對(duì)制動(dòng)管完整的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行仿真和評(píng)估。Tea Pipe軟件幫助我們檢查了一些之前無(wú)法檢查但又可能會(huì)發(fā)生干涉的 工況，確實(shí)讓我們?cè)趯?shí)車(chē)驗(yàn)證之前就能夠取得很好的設(shè)計(jì)效果。”

胡本波
制動(dòng)部主任工程師
產(chǎn)品技術(shù)中心
奇瑞汽車(chē)股份有限公司

解決方案：LMS Samtech Tea Pipe

Siemens PLM Software為奇瑞的工程師介紹了LMS SamtechTM Tea Pipe軟件，用于汽車(chē)各種類(lèi)型管路分析的完整解決方案。采用Tea Pipe軟件，工程師能夠通過(guò)定義制動(dòng)管路復(fù)雜的材料特性及管路接頭和支撐以確定最佳的管路長(zhǎng)度、接頭和支撐位置的方案設(shè)計(jì)，并檢查管路的干涉和曲率，可以進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)和線性、非線性動(dòng)力學(xué)分析。Tea Pipe是制動(dòng)軟管設(shè)計(jì)仿真的完美解決方案，并幫助奇瑞工程師減少工作量、縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期并降低開(kāi)發(fā)成本。采用Tea Pipe，工程師們能夠在樣車(chē)驗(yàn)證之前就進(jìn)行更精確和完整的分析，并實(shí)現(xiàn)管路的優(yōu)化設(shè)計(jì)，如縮短管路長(zhǎng)度、優(yōu)化管路支撐位置和數(shù)量以降低成本。奇瑞的工程師在一個(gè)新車(chē)型項(xiàng)目中采用Tea Pipe并與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，立即折服于分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。

成功評(píng)估新方法

驗(yàn)證工作始于在CAD軟件中建立適用于運(yùn)動(dòng)仿真的DMU模型，包含制動(dòng)管路周?chē)胁考?，如懸架、制?dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向聯(lián)動(dòng)裝置、傳動(dòng)軸總成和車(chē)身等，然后工程師在Tea Pipe中定義制動(dòng)軟管材料特性、幾何參數(shù)和需要的間隙等，進(jìn)行管路安裝走向和運(yùn)動(dòng)仿真分析，進(jìn)而得到制動(dòng)軟管在安裝和各個(gè)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)位置的走向，并進(jìn)行3D顯示和制動(dòng)軟管的變形和干涉情況檢查。奇瑞工程師將所有分析結(jié)果與樣車(chē)試驗(yàn)掃描點(diǎn)云所得到的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較，對(duì)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性非常滿(mǎn)意。胡本波說(shuō)：“相對(duì)于周?chē)考某叽缫?guī)模及制動(dòng)軟管本身的大位移和大旋轉(zhuǎn)情況，仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果僅幾毫米的偏差已經(jīng)非常好了。Tea Pipe軟件的準(zhǔn)確性已經(jīng)完全超越了我們之前的方法，并且通過(guò)與試驗(yàn)對(duì)比證明了這個(gè)軟件確實(shí)是提升我們效率并降低成本的很好的工具。通過(guò)Tea Pipe軟件，我們可以進(jìn)行制動(dòng)軟管優(yōu)化設(shè)計(jì)以減少我們的設(shè)計(jì)裕量，而且我們可以做的分析也更加完整，和以前僅考慮有限的工況相比，我們可以對(duì)制動(dòng)軟管完整的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行仿真和評(píng)估。Tea Pipe軟件幫助我們檢查了一些我們之前從沒(méi)有檢查但又可能會(huì)發(fā)生干涉的工況，確實(shí)使我們?cè)趯?shí)車(chē)驗(yàn)證之前就能夠取得很好的設(shè)計(jì)效果。”

“ LMS Tea Pipe軟件的準(zhǔn)確性已經(jīng)完全超越了我們之前使用的方法，并且通過(guò)與試驗(yàn)對(duì)比證明了該軟件確實(shí)是提升效率并降低成本的卓越工具。”

胡本波
制動(dòng)部主任工程師
產(chǎn)品技術(shù)中心
奇瑞汽車(chē)股份有限公司

Tea Pipe作為未來(lái)新車(chē)型開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)工具

LMS Tea Pipe目前已經(jīng)成為奇瑞車(chē)型開(kāi)發(fā)流程中必須的一環(huán)。胡本波說(shuō)：“在奇瑞，新車(chē)型的開(kāi)發(fā)必須在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段采用LMS Tea Pipe進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化，結(jié)果沒(méi)問(wèn)題后才能夠通過(guò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入到下一個(gè)開(kāi)發(fā)階段。以前我們沒(méi)有像LMS Tea Pipe這么好的工具，因此制動(dòng)軟管會(huì)出現(xiàn)很多設(shè)計(jì)問(wèn)題，使用Tea Pipe之后情況有了很大的改觀。”制動(dòng)部門(mén)的工作效率顯著提升，任何時(shí)候遇到軟件使用方面的相關(guān)問(wèn)題，西門(mén)子工業(yè)軟件的專(zhuān)家都會(huì)快速響應(yīng)幫助解決。“西門(mén)子工業(yè)軟件的工程師能夠提供非常高質(zhì)量的技術(shù)支持和培訓(xùn)，為我們工程師的日常工作提供了很大幫助。”

“ 細(xì)節(jié)決定成敗，制動(dòng)軟管是小的細(xì)節(jié)，但是一定要做好。”


胡本波
制動(dòng)部主任工程師
產(chǎn)品技術(shù)中心
奇瑞汽車(chē)股份有限公司

西門(mén)子數(shù)字化工廠集團(tuán)旗下機(jī)構(gòu)Siemens PLM Software是全球領(lǐng)先的產(chǎn)品生命周期管理（PLM）和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理（MOM）軟件、系統(tǒng)與服務(wù)提供商，擁有超過(guò)1,500萬(wàn)套已發(fā)售軟件，全球客戶(hù)數(shù)量達(dá)140,000多家。公司總部位于美國(guó)德克薩斯州普萊諾市。Siemens PLM Software與企業(yè)客戶(hù)充分合作，為其提供領(lǐng)先的行業(yè)軟件解決方案，幫助其通過(guò)革命性創(chuàng)新獲得可持續(xù)性競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。