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CAE 仿真在发动机零部件质量提升与成本2015年12月11日　10:42[导读]?三一重机有限公司试验检测中心副主任、三一重机技术总监陈振雷演讲实录我们知道现在国内提的非常多的,怎样用CAE逐步减少部件级、零部件级的甚至整车级的适应。我们也是不断与CAE的仿真流程,逐步减少代替台架试验。——“2015汽车与环境创新论坛”三一重机有限公司试验检测中心副主任?、三一重机技术总监陈振雷演讲实录我们知道现在国内提的非常多的，怎样用CAE逐步减少部件级、零部件级的甚至整车级的适应。因为时间在增长、成本在增长。这也是为什么目前各大公司相对成本比较低。我们也是不断与CAE的仿真流程，逐步减少代替台架试验。怎样保证CAE相对准确？我跟我们部门讲过一个事情，如果你拿到一个项目，你肯定为设计中心拿一大堆数据。如果你玩了三次以后，设计公司拿到的结果都是和实验结果相违背的，相当于这个根本没有用。要保证你有用怎么办？就是我们怎么把CAE流程做到有实际意义？越接近越好。讲到目标的时候提到过，不管怎样主要解决两大问题：为新产品提供优化设计方案；解决存在于现有产品中的问题。问题出现叫CAE分析一下什么原因引起的，如果有数据库，可能快速找到原因。有了这个以后，就能提出，你相对准确的方案。因为最终我们知道，总是要经过实验设计，除非流程数据相当可靠了。这时候老总会说不用实验了直接进入生产，这个情况不多，条件要非常成熟。下面会讲一下，发动机常见的问题。发动机分上部、下部结构。怎么保证螺母不坏？这是非常重要的问题。这是一个很典型的机体，断了以后，显然你会想到多方法，这种方法怎么解决？我提了提种螺母断裂的路径：1、螺丝咬合的地方可以做到的。2、切割带、切割面可以做一些处理。所以这个可以做一些适当加长，但是当咬合长度空间有限的情况下，加长了就减少了咬合长度，看什么组合最合适。不随着工艺水平提高，使得咬合强度得到提高。这是一个经常会碰到的问题，因为现在特别是在夏季和冬季温度变化比较剧烈的情况下。在冷却试验碰到的问题，因为底部温度变化太激烈了，目的会引起断裂。这个断裂，整个机体就希望全部废了，这个时候要适当分析。这个问题在北美和欧洲看到的比较多。我们建立一个数据库，这个数据库表明，确实到荷载达到一定程度的时候，会使你材料慢慢失效。这个是在机体上出现的问题，典型问题是你台架试验和发动机是相匹配的，发动机从小变大或者大变小的时候，一定要考虑到这个问题，台架要做相应变化。发动机上部结构的失效模式，大家都知道气缸垫在发动机起着非常关键的作用。事实上，我碰到很多年轻的CEO都不知道这个气缸垫是干什么用的？分析起来复杂得很。但是这个问题，我们不得不考虑。因为是上部结构经常出现的问题，故障率非常高。欧洲和美国都分析了很多气缸垫问题，怎么布置是合理的。比如说缸和缸之间，因为这个地方很薄，像刚才说的，距离是控制的，这时候不想用太多的空间，这个地方很遗憾的是，这个温度特别高。现在有很多方法，这里打两个洞，预制的时候先放在里面，预制完了以后再拔出来。好几种方法，但是各种方法都有优缺点。讲到这个问题，我记得三一重机当时和德国供应商合作的，我看到分析报告里有一个要求，理由是，他的分析报告表明，我们85%到90%以上的主要区域。当时我拿着报告的时候，在没有数据的情况下也不能反驳他们。但是我很明确。结果那次罗部长跟我一起去德国访问供应商，我发现他们一个致命的缺点，是错误的。当时我提了两个概念，他们怎么也不承认。为什么呢？我们的发动机已经生产这么多了，这个厂家非常厉害，从来没有出现过这样的问题。我说这个问题确实不会出现，你是H250拔过来就是350，成本增加了，这个成本算了下不算加工成本，500个亿，非常大的数据。他怎么不相信我的观点，当时查看数据之后，跟我讲的一模一样。后来他们不得不承认他们理论方法是错误的，从新修改后，一个月后他们告诉我低于10%安全系数不满足条件。这个时候，我们就可以通过CAE分析手段进行修正了。这是一个典型例子，我们通过CAE手段来解决我们想要解决的问题。发动机其他失效模式，比如说连杆、曲轴等。这些都需要实验完成，实验前最有效的手段就是虚拟仿真。虚拟方针怎样更有效？我讲几个我自己的观点，首先是优化零部件设计，从我们自己角度讲，我提了三点方法，刚才徐博士也介绍了：1、计算流程，这个是相对准确，不可能绝对准确。我提一个分子，我认为很关键的被很多人忽略的点，就是建立模拟结构实际受载过程的计算流程，所以这是很重要的隐患；2、材料数据，材料是不可比的，很重要的数据；3、判断指标，国外最大的供应为什么在中国挣这么多钱？很大原因是他手是有大量数据，就是他多少年数据库证明了他不出问题。刚才讲的是特殊例子，350不出问题，250可能会出问题。但250不出问题，350一般不会出问题。我讲两个简单例子，