汽車的操縱穩定性是指汽車的可控性能,表現在轉彎行駛時跟蹤車道的穩定性,改變行駛車道時的靈敏性,直線行駛時的方向保持性,制動時的方向穩定性,以及泊車時的靈敏性和輕便性。操縱穩定性與整車的質量分布,前后懸架結構、彈性及阻尼參數,輪胎結構及轉向系統形式及布置,以及制動系統的設計參數有密切關系。應用多體系統動力學分析軟件(MBS)建立整車模型,計算不同使用工況下的系統響應特性評價指標,并應用多目標參數優化方法,確定各自系統優化設計參數,是動力學計算仿真的主要內容。國際通用的軟件為ADAMS及CarSim。

NVH 是噪聲、振動和舒適性的縮寫(Noise, Vibration and Harshness)。根據振動頻率的不同,可以將NVH性能研發劃分為低頻振動和高頻噪聲。25Hz以下的為低頻振動,其中低于5Hz的簧載質量的剛體振動屬于傳統的乘坐舒適性研發范疇,要求振動頻率避開人體器官的自然頻率,一般將其設計在人體行走時的振動頻率;5~25Hz范圍內的振動主要是指底盤零部件、轉向系統及發動機剛體的振動。25Hz以上的振動及噪聲,要解決的是車身的局部共振,制動器制動時產生的不穩定噪音,以及整車在路面(Road Noise)、傳動系(Powertrain Noise),及高速駕駛時的風流 (Wind Noise)激勵下的共振現象,從而避免激勵起乘員空腔的聲學模態。

疲勞耐久性能是指汽車在正常的使用條件下,各主要結構部件在功能失效前所經歷的時間,評價指標為失效時的行駛里程數。傳統的試驗方法是駕駛樣車在試車場代表用戶使用環境的典型路段上循環行駛,記錄樣車主要結構部件失效時的行駛里程。為了縮短開發時間,目前各大主機廠普遍采用的方法是加速疲勞設計驗證方法(Accelerated Damage Road Test)。在試車場建設加速疲勞破壞環路,樣車制造出來后,在疲勞耐久環路上采集載荷路譜,將所采集載荷在實驗室再現,由大功率液壓系統驅動做功器,對樣車進行晝夜循環試驗。各大主機廠都有自己的加速疲勞試驗循環次數標準,一定的循環次數對應一定的使用里程。在實驗室的循環試驗,稱之為道路模擬試驗(Road Test Simulation)。

目前采用的CAE方法是利用所采集的載荷,計算車身及關鍵部件連接處載荷的時間歷程,用有限元方法(FEM)計算單位載荷作用下的應力應變,結合材料的疲勞破壞試驗曲線,計算車身及其他關鍵部件的疲勞壽命,從而減少道路模擬試驗。

碰撞安全性是指汽車發生碰撞,結構發生塑性變形后,能夠保持乘員具有足夠的安全空間,同時碰撞能量在車體前端得到最大吸收,從而使傳遞給乘員約束系統的能量減少到最低;車內乘員約束系統能夠有效約束乘員的運動,避免乘員被拋出車外,以及不與內飾件發生二次碰撞。

整車結構碰撞由以LSDYNA為代表的顯式有限元軟件來模擬,碰撞的邊界條件設定為國家及其他非官方認證測試機構在進行整車碰撞測試時的碰撞形式及車速,計算結構的碰撞變形及碰撞減速度。乘員約束系統仿真以結構碰撞得到的減速度波形為輸入,建立碰撞假人的多體系統動力學模型,計算假人在安全帶、安全氣囊的約束下,頭部胸部及大腿等處的傷害值,優化約束系統的設計參數,使得乘員的傷害最低。乘員約束仿真的通用軟件為MADYMO。車輛與行人的碰撞也越來越受到官方認證機構的重視,這方面的法規正在完善,開展車輛與行人的碰撞仿真模擬,以使產品具有良好的行人保護性能,越來越受到各大主機廠的重視。

流場分析是基于計算流體力學(CFD)的分析方法。在汽車開發過程中的應用主要集中在汽車外流分析,以得到較低的空氣阻力系數;發動機艙的流場分析,使得發動機艙有暢通的流場分布,將發動機產生的熱量高效地帶出發動機艙,使得周圍部件及駕駛室不至于過熱;車內乘員空間的冷熱舒適及除霜除霧分析;發動機燃燒及排放分析;以及發動機進排氣及水套流場分析。