车身内部,数字原型制作如何极大地改进了工程设计

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车身内部,数字原型制作如何极大地改进了工程设计

原型可以是单个零件或完整的汽车,一旦建成,可以进行测试,以了解其性能,并在必要时进行破坏性测试。

传统的原型制作是一个缓慢和昂贵的过程,因为即使是最好的工程师,理论也不能总是被实践所证实,反复在绘图板和原型之间的过程非常耗时和昂贵。

计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助工程(CAE)改变了这一切,使汽车可以在虚拟世界中被设计、模拟和测试, قبل于任何物理原型被建立,制造商可以比以往更接近最终结果,之前原型进入风洞或测试轨道。

保时捷的下一代Macan是一个很好的例子,该公司创建了20个虚拟原型,用于不同的目的,从空气动力学到能量管理和声学,同时使用这些虚拟原型不仅使工程团队能够identifying缺陷,还能够发现不同学科之间的设计冲突,当整个虚拟汽车被组装时。

可能比平时更关注空气动力学,以最小化拖曳和最大化电动跑车的续航里程,空气动力学专家们能够早期处理虚拟原型,他们从2017年开始工作,流体模型,现在正在完成细节工作,如冷却导管,那是正确的:虚拟原型和模拟现在已经非常精准,可以考虑到组件和汽车性能的温度变化。

电动汽车(EV)和传统内燃机汽车(ICE)之间的一个不太明显的差异是与温度控制和管理电动驱动系统相关的热力学。

EV冷却系统与ICE车完全不同,燃料箱不需要冷却,而高压驱动电池需要精心的热管理,电动马达和功率电子元件也是如此;现代燃烧引擎运行在90°C到120°C之间,而电动powertrain的各个元素运行在20°C到70°C之间,调整空气动力学以提高续航里程可能与使用空气流来冷却组件相悖,因为这会增加阻力,所以这两个学科是相互关联的。

在数字原型制作之前,快速原型制作已经在进行,CAD驱动多轴铣床机(机床)能够从各种材料中创建复杂的形状,使得可以在不需要完整生产工具的情况下创建原型零件,也可以快速制造原型制造工具,如用于压制车身板的模具,这些模具通常是从高碳钢制成的,但软的原型模具可以快速从合金中制造出来,尽管它们的寿命较短,但可以用于制造短期的压制件以供评估。

数字和快速原型制作不仅为制造商节省了资金,还为我们提供了更少妥协的汽车。

数字开发不仅止于CAD和虚拟原型,模拟也被用于将“驾驶员置于循环中”,以评估驾驶舱 ergonomics、仪表板和控制,一个“座椅盒”被用于虚拟驾驶舱中,提供给专家和普通驾驶员,让他们体验真正的驾驶感受,我将在下周详细介绍这个主题。

标签: 呼呼 技术

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