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第1章 绪论1

1.1汽车CAD/CAE技术概述1

1.1.1汽车CAD/CAE概念1

1.1.2汽车CAD/CAE集成的关键技术2

1.1.3汽车CAD/CAE技术的应用4

1.2汽车CAD/CAE技术的发展5

1.2.1 CAD/CAE技术发展的历史5

1.2.2 CAD/CAE技术发展的趋势6

1.3汽车CAD/CAE系统结构10

1.3.1 CAD/CAE集成系统的特点10

1.3.2 CAD/CAE集成系统的典型体系结构11

第2章CAD/CAE技术在汽车行业中的应用13

2.1 CAD技术在汽车行业中的应用13

2.1.1 CAD技术在汽车业中的应用领域13

2.1.2国外汽车行业CAD技术应用情况16

2.1.3我国制造业和汽车行业CAD技术应用情况17

2.1.4我国制造业和汽车企业应如何应用CAD技术18

2.2 CAE技术在汽车设计中的应用19

2.2.1计算机辅助工程概述19

2.2.2 CAE技术在汽车产品开发中的全面引入19

2.2.3 CAE技术需要解决的关键问题21

2.2.4国内汽车行业的CAE技术应用情况25

2.2.5发展中的汽车CAE技术26

2.3常见的汽车CAD/CAE系统27

2.4 CAD/CAE系统软硬件选用原则32

2.4.1 CAD/CAE系统的硬件选用原则32

2.4.2 CAD/CAE系统的软件选用原则32

第3章 汽车CAE的部分主流软件系统及其应用34

3.1 CAE软件及选择34

3.2 ADAMS软件及其应用35

3.2.1 MSC.ADAMS简介35

3.2.2基于ADAMS/CAR四轮转向汽车操纵动力学仿真37

3.3 ANSYS软件及其应用40

3.3.1 ANSYS简介40

3.3.2基于ANSYS的白车身结构分析43

3.4 NASTRAN软件及其应用47

3.4.1 MSC.NASTRAN简介47

3.4.2 MSC.NASTRAN在轻型客车NVH特性研究中的应用50

3.5 SYSNOISE软件及其应用55

3.5.1 LMS.SYSNOISE简介55

3.5.2应用SYSNOISE进行车身乘坐室声振模态分析56

3.6 MATLAB/Simulink软件及其应用59

3.6.1 MATLAB/Simulink简介59

3.6.2应用MATLAB/Simulink进行四轮转向车辆的控制研究60

3.7 RecurDyn软件及其应用62

3.7.1 RecurDyn简介62

3.7.2应用RecurDyn进行发动机正时链系统仿真63

第4章 汽车驱动桥壳CAD建模与优化设计66

4.1驱动桥壳的功用及结构型式66

4.2 UG NX软件简介67

4.2.1 UG产品的特点67

4.2.2 UG各功能模块67

4.3驱动桥壳建模详细过程69

4.3.1桥壳本体总成建模69

4.3.2桥壳半轴套筒建模78

4.3.3桥壳凸缘建模80

4.3.4桥壳加强环建模82

4.3.5制动器支架固定板建模84

4.3.6弹簧固定座建模85

4.3.7桥壳盖总成建模88

4.4驱动桥壳的有限元分析91

4.5结构静力学分析92

4.5.1满载荷静力学分析92

4.5.2 2.5倍满载荷静力学分析96

4.6结构模态分析97

4.7优化分析99

4.7.1结构优化设计99

4.7.2参数化优化设计101

第5章 汽车车轮钢圈结构强度分析105

5.1车轮钢圈的功用及结构型式105

5.2建模设计平台简介105

5.2.1 CATIA草图设计平台105

5.2.2零件设计平台106

5.2.3创成式曲面造型设计平台106

5.2.4 FreeStyle（自由曲面设计）平台107

5.3车轮钢圈建模详细过程107

5.3.1钢圈本体总成建模107

5.3.2梅花形分布沉头孔建模119

5.3.3梅花形分布凹槽建模121

5.3.4环形下沉切割凹槽建模124

5.3.5轮辐主体建模124

5.4 CATIA V5有限元分析的特点130

5.5车轮钢圈有限元网格划分131

5.6车轮钢圈结构强度分析133

第6章 轿车前悬架动力学仿真及优化设计136

6.1 ADAMS的设计流程136

6.2前悬架设计基本思路137

6.2.1设计内容及要求137

6.2.2建模过程中所做出的一系列假设137

6.2.3分析优化的依据137

6.3前悬架模型的建立138

6.3.1建立汽车前悬架模型138

6.3.2测试前悬架模型145

6.3.3细化前悬架模型150

6.3.4定制界面153

6.3.5优化前悬架模型161

6.4仿真结果分析162

第7章 汽车双离合自动变速器传动机构建模与仿真170

7.1双离合器自动变速器结构及工作原理170

7.2传动机构结构及工作原理171

7.3 DSG传动机构齿轮的建模171

7.3.1斜齿轮传动相关知识171

7.3.2创建表达式172

7.3.3渐开线的绘制172

7.3.4.齿轮模型的创建174

7.4轴及其他零件的建模178

7.5 DSG传动机构虚拟装配180

7.5.1 UG装配模块介绍180

7.5.2轴上零件装配181

7.5.3轴间装配183

7.6 DSG传动机构运动仿真分析186

7.6.1建立运动分析方案186

7.6.2一挡运动学仿真189

7.6.3倒挡运动学仿真193

第8章 汽车自动变速器壳体逆向工程设计195

8.1 Geomagic软件特点195

8.2壳体点云数据的处理197

8.2.1多边形阶段的处理过程200

8.2.2粗糙多边形的锐化204

8.2.3孔的生成和整合207

8.3曲面模型的创建211

8.3.1检测曲率211

8.3.2构造曲面片212

8.3.3构造栅格214

8.3.4生成曲面215

8.4实体模型的创建216

第9章 汽车驱动桥壳的有限元分析218

9.1 Pro/Engineer模型的导入218

9.1.1模型的简化218

9.1.2相关设置218

9.1.3读入驱动桥壳模型220

9.2满载轴荷下的垂直弯曲刚度和垂直弯曲静强度分析220

9.2.1选择单元类型220

9.2.2选择约束位置和加载方式221

9.2.3材料属性221

9.2.4求解过程222

9.2.5结果分析224

9.3 2.5倍满载轴荷下的垂直弯曲静强度分析224

9.3.1载荷计算224

9.3.2求解过程225

9.3.3结果分析226

9.4疲劳寿命分析227

9.4.1相关数据227

9.4.2求解过程227

9.4.3结果分析230

第10章 两轴式汽车变速器的建模与虚拟装配231

10.1两轴式汽车变速器的介绍231

10.2两轴式汽车变速器模型的建立231

10.2.1斜齿轮的参数化建模231

10.2.2直齿圆柱齿轮的参数化建模240

10.2.3轴类的建模241

10.3汽车变速器模型的装配247

10.3.1输入轴总成装配247

10.3.2输出轴总成装配248

10.3.3变速器总成的装配249

10.4虚拟装配及动画的制作250

第11章 汽车曲轴连杆和齿轮系运动仿真254

11.1曲轴连杆运动仿真分析254

11.1.1定义曲轴、连杆、活塞及活塞销的运动连接254

11.1.2创建简易缸套机座264

11.1.3设置曲轴与机座、活塞与活塞缸套之间的运动连接270

11.1.4模拟仿真272

11.1.5运动分析273

11.2齿轮系的运动分析279

11.2.1设置齿轮系的连接279

11.2.2设置齿轮副间的连接283

11.2.3模拟仿真284

11.2.4运动分析286

参考文献291