用于CAE软件组合的THESEUS-FE标记图像

我们的软件组合THESEUS‑FE由几个专业模拟工具组成,用于解决与热管理问题和汽车涂装车间相关的工程问题。从THESEUS‑FE的历史上看,THESEUS‑FE的核心是模拟各种热过程。典型的应用案例从单个部件的简单传导加热到高度复杂的诸如耦合传导、对流和辐射效应等的多物理模拟。最初主要设计用于汽车、运输和航空航天工业,核心热解决方案已被广泛扩展到适用于需要研究热行为的所有领域。
THESEUS‑FE的传统部分包括

  • 经典的THESEUS‑FE热模块
  • FIALA模块,用于模拟人体热平衡和评估热舒适性的热物理模型

多年来,出现了更多需要高度专业化解决方案的应用案例。基于我们几十年来在解决热问题方面积累的专业知识,我们与汽车客户密切合作,开发出高效、强大的用于模拟自动涂装车间流程的解决方案。
在此背景下,以下工具完成了THESEUS‑FE的组合:

  • THESEUS‑FE电泳模块,模拟车身的电泳涂装
  • THESEUS‑FE烘炉模块,用于模拟工业干燥设施中车身涂层的热风干燥
  • Simulia Abaqus的特殊用户材料子程序,用于模拟连接汽车零件的粘合剂的粘弹性行为

传热分析

V8发动机热结果图像
V8发动机的热分析

经典的THESEUS‑FE模块是一个功能齐全的热求解器,能够模拟所有主要的传热模式。通过耦合热传导、对流和辐射的各种物理效应,可以有效地解决实际中几乎所有的热管理问题。

当涉及到任何部件的瞬态热变化时,THESEUS‑FE是模拟该过程的适当工具。THESEUS‑FE利用已建立的有限元方法来处理固体中的热传导,并辅以各种模型来模拟辐射和对流热负荷。

热传导求解器由FIALA-FE模块补充,用于虚拟人体热模拟。它可以准确预测给定环境下乘客的热舒适性。对于需要对流体流型进行详细建模的情况,我们提供的耦合模块可用于与主流CFD模拟工具进行联合模拟。有了这些软件包,即使是最复杂的工程挑战也很容易解决。

了解更多关于THESEUS‑FE如何解决复杂的传热问题。

人体热舒适性仿真

汽车驾驶员热结果图像
曝露在太阳辐射和空调冷却下的汽车乘客

FIALA-FE模块是THESEUS‑FE组合的众多独特功能之一。它是一个模拟人体热物理和评价热舒适感的虚拟模型。

FIALA-FE将身体新陈代谢产生的内热、体力劳动产生的多余热量以及诸如发抖、出汗和呼吸等所有显著的热调节效应考虑在内。结合太阳辐射、对流换热等外部环境条件,可以分析人体温度的动态变化。

此外,它还可用于预测人体在特定环境条件下的舒适感。典型的使用案例是对车厢或空调办公室内的热舒适性(太热、太冷、舒适……)的评估。广泛应用的舒适性评价指标可用于快速直观地解释模拟结果。

阅读更多关于使用THESEUS‑FE评估人体热舒适性的信息

油漆烘干仿真

车身运行在油漆烘干设备内的图像
车身经过油漆干燥设备
(资料来源:宝马集团PresseClub)

车身涂装和精加工在汽车行业已经成为一个高度复杂的过程。车体表面裸露的金属表面覆盖了几层额外的涂层,包括超薄的防腐蚀层、覆盖不规则表面的填充层和防止环境影响的填充层,以及产生独特视觉吸引力的修饰层。

应用在这些层之间的油漆干燥烘炉是用来固化和硬化材料的。在整个干燥过程中使用4-5种不同的干燥设备并不少见。

THESEUS‑FE烘炉模拟了油漆干燥烘炉内部的瞬态温度发展过程。热分析结果可直接用于保证涂料达到最佳烘烤时间,从而保证涂料层的最佳性能。此外,温度解作为后续结构力学分析的输入,用于预测由于车身加热和突然冷却而发生的机械变形。

了解THESEUS‑FE是如何应用于计算分析汽车油漆干燥过程

电泳仿真

车身浸渍在电泳油漆池的图像
车身电泳沉积涂层(EDC)

电泳沉积涂层(EDC)或简称电泳已成为汽车制造的标准工艺。它通常用于在车身框架上涂一层耐腐蚀层。将预处理后的车身浸入含有基于聚合物的涂层乳液的槽中。静电场使乳化液中电离的油漆粒子发生迁移并沉积在金属车身上。其结果是形成一层薄而均匀的保护层,一直延伸到凹角和内腔。

使用THESEUS‑FE电泳可以完全模拟涂层的沉积和堆积。保护层太薄的问题区域会被迅速识别出来,并以最小的周转时间对解决对策进行测试。

对涂层质量的模拟有助于将物理原型进行成本和时间密集型测量的需求降至最低。

阅读更多关于使用THESEUS‑FE模拟汽车车身防腐的电子涂料沉积过程的信息

粘结剂聚合物的粘弹性材料模型

粘弹性粘接材料断裂形态图像
粘合连接的典型断裂面

为了模拟汽车车身结构件连接用胶粘剂材料的粘弹性行为,我们提供了一个用于Simulia Abaqus有限元分析的特别用户材料子程序。它模拟了粘合剂独特的力学行为,包括粘弹性材料模型、粘合剂固化反应动力学模型和特别报告功能。

它通常是使用THESEU-FE 烘炉模块的温度结果作为输入,在Simulia Abaqus FEA的形变分析中被激活。

了解粘合剂聚合物的复杂粘弹性材料模型