虚拟试验场VPG技术满足汽车现代设计要求

技术分类: 工程软件/硬件    作者:《CAD/CAM与制造业信息化》  发表时间:2007-08-03
可用户输入和保存自己的路面数据,也可以用任意三维数据构造特定的路面,如图6所示。
  
  VPG软件当前提供了美国MGA汽车试验场数字化数据库,准备录用中国海南汽车试验场路面数据。


  4.从分析内容方面讲,VPG计算技术分析内容是多样化的。一个分析模型可以进行疲劳寿命计算、振动噪声分析计算,车辆碰撞历程仿真、碰撞时乘员安全保护等多种结构非线性分析。同时可以进行整车非线性运动学和动力学计算,用来进行整车舒适性、高速行驶性能和操纵稳定性研究。
  
  疲劳分析可以根据计算结果整理出疲劳曲线进行寿命预测。
  
  振动噪声计算结果可以进行傅立叶变换,进行NVH 评价。
  
  碰撞仿真如图7所示,其结果可以用于结构碰撞性能研究和依据FMVSS 法规进行乘员安全保护评价。
  


车辆碰撞仿真

  运动学和动力学计算可输出内外轮角(Ackerman Angle)、转动半径(Turn Radius)、内倾刚度(Roll Stiffness)、回转半径(Scrnb Radius)、前束角(Toe Angle)、内倾(Kingpin Inclination)、刹车点头和加速沉尾(Anti-dive

/Anti-lift)、外倾角(Camber Angle)、后倾角(Caster Angle)和纵向摆动(Front/Rear Roll)等参数。进行整车性能评价。
  
  5.求解器是基于高度非线性软件 LS-DYNA ,进行整车系统非线性分析。从这个角度看,VPG技术是一个高度非线性分析软件的一个汽车专用接口软件和支持它的数据库。
  
  6.计算结果后处理完全基于现代计算机图式化平台上,可以产生实时动画、疲劳预测、应力应变图、进行数据信号变换、绘制数据曲线图形等。
  
  从以上所述内容不难看出,VPG技术和传统CAE比有很大特点和进步,分析使用方法也大为简化和方便了。可以总结为以下几点:
  
  1.在整车分析中,避免了传统CAE分析部件间受力关系难以明确确定的困难,如在车身随机响应疲劳分析中,避免了分析者必须通过样车试验确定悬挂支点对车身作用力谱,再对这些作用力谱滤波、强化、数字化和对车身支点施加谱载荷谱表等一系列复杂工作(对车身谱分析而言)。对悬挂转向系统运动学和动力学分析而言,不必将车身简化为刚体,车身对悬挂转向系统的弹性和非线性变形影响可真实计入计算分析中,从而提高了分析精度。
  
  2.以整车为分析对象,边界条件只有路面和车速。这为计算分析时载荷的规范化、标准化提供了条件。计算结果更加真实准确,可比性提高。因为路面载荷数据库是全面和权威的(如美国独立的汽车试验场 MGA 路面库),也可以是本公司使用的自行考核试验路面,分析结果更加真实可信。
  
  3.计算是高度非线性分析,如图8所示。分析中包含了结构非线性因素:车身支撑和发动机支撑等橡胶连接件的非线性因素、悬挂转向系统连接和缓冲件的非线性因素、车轮轮胎的非线性因素、轮胎和地面接触条件等等。因此分析结果中几乎排除了传统CAE分析中常使用的人为假定,大幅度地提高了计算精度。
  


高度非线性分析模型

  4.在振动噪声分析中,由于模型有非常大的自由度,析出的振动频率可不受限制,完全可以得到NVH分析要求的 250 赫兹内的频率模态。NVH分析评价更加全面。
  
  5.整车高速行驶性能、转向稳定性能计算也不再受制于传统计算方法中自由度数量,可同时考虑车身结构变形影响,计算结果精度提高。
  
  三、结论
  
  应用 VPG技术可以缩短产品开发时间,节省研制费用,减少投资风险。一般来说,可以在样车试制前即可得到产品试验结果,这即是虚拟试验场叫法的由来。
  
  我国CAE 应用已全面展开,单一计算模型和计算水平以达到国外同期水平,但是因为FEM方法计算结果和传统强度校核计算结果有一定区别,应用FEM进行强度校核的评价标准在大多数企业中还没有建立,计算结果应用受到一定限制。因此一方面要求我们尽快建立企业CAE评价标准,一方面应该吸收国外成熟的评价数据和方法。但是国外大型公司强度评价标准都是技术机密,准确得到这些数据是很难的。
  
  其实,在汽车产品开发过程中,一些有经验的用户已经对CAE软件开发了多种专业接口,其内容和上文所述大同小异,有些接口软件还将ANSYS内部评价数据库编入软件中,但这些汽车公司开发的软件目的是自行使用,对外是不公开的。VPG技术开发者ETA公司作为工程技术合作公司,长期为美国各大汽车公司服务,具有丰富的技术经验和软件开发能力,由于不是汽车产品制造公司,因此不存在软件开发后保密自用的问题,软件是比较开放的。因此可以说,VPG 技术是当前汽车行业CAE应用的一个新进展。
  
  相关:http://www.icad.com.cn/Magazine/ShowArticle.asp?A






































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