85后博士 让车部件载荷分析自动化

田磊和同事们在一起

田磊参加植树活动

    “将分析流程自动化，缩短分析周期，让研发人员把更多的精力投入到产品设计方案的改进上。”近两年来，一位年轻的博士不断进行技术攻关，其研究课题《汽车有限元分析流程自动化系统》正逐渐实现这些目标，并不断优化——他就是北汽集团博士后科研工作站的田磊博士。

    1987年出生于河北省的田磊博士，2015年12月毕业于吉林大学汽车工程学院，专业为车辆工程。2016年至今，田磊一直在北京汽车股份有限公司汽车研究院工作，并且进入北汽集团博士后科研工作站，开展汽车有限元分析流程自动化方面的研究。

    当谈到《汽车有限元分析流程自动化系统》课题的设立，田磊博士表示，一款车型的研发过程往往需要4-5轮有限元分析才能达到设计目标，单轮分析一般会包含几百个分析项和指标，给有限元分析团队带来了极大的工作量。据统计，在设计方案的分析、优化过程中，工程师平均要花费约80%的时间用于建模、加载、求解以及后处理等多个步骤，而真正用于产品改进的时间只占整个研发周期的20%左右。一方面会造成分析效率低下、人为错误频发，影响分析结果的准确性和产品改进方向；另一方面，参数设置难以统一，不同工程师根据自己的经验设置的参数对计算结果影响较大，分析结果的一致性难以保证。在这样的车型研发过程的背景下，如果能够将分析流程固化，自动完成有限元分析流程中的各步骤，便可以在缩短分析周期的同时规避工程师主观意识的影响，从而提高分析效率和结果一致性。更重要的是，流程自动化可以使研发人员将更多的精力投入到产品设计方案的改进上，或者在相同时间内完成更多轮次的分析和优化，这对于提升产品品质和市场竞争力具有巨大的推动作用。

    在课题研究过程中，为了实现载荷分解流程自动化，田磊博士不断加强知识储备，调研论文及书籍。他参阅了《计算多体系统动力学》、《Foundation of Vechile Dynamics》等书籍，推导了多个经验工况体系的公式；之后调研国内外近50篇ADAMS相关论文及书籍，掌握其模型文件结构和软件运行机制，最后基于《C++Primer》等书籍，利用MFC语言编写了大幅提高载荷分解效率和精度的自动化软件。为了实现CAE分析流程自动化，他更是查阅了30多篇文献，并与Altair公司的技术人员开展了多次技术交流，熟练掌握了HyperWorks软件的二次开发方式及流程，同时基于软件提供的帮助文档，深入研究其接口函数，结合《Tcl/Tk入门经典》开发了100多项自动分析工具。

    这位年轻的85后博士，经过近两年的技术攻关，《汽车有限元分析流程自动化系统》课题已经建立了完整的有限元分析流程自动化系统。在载荷分解方面，集成了多个经验工况体系，开发了能够快速完成底盘和车身零部件载荷提取的自动化求解软件。该软件不仅能够批量地计算载荷结果，将分析效率提高87.5%，还可以对载荷矢量进行自动的坐标系转化以及文件格式调整，使其与CAE软件无缝对接；在CAE仿真计算方面，实现了底盘、车身、开闭件、内外饰四个方向的116个分析及建模项的流程自动化，使CAE工程师只需通过点击鼠标等简单操作，就可以快速完成有限元分析流程中的各个步骤，平均分析效率提高了50%以上。研究成果更在北京汽车多个车型的开发过程中获得了广泛应用。

    文/记者 王优