1、10.1 概述概述10.2 虛擬試驗(yàn)在汽車(chē)工程領(lǐng)域的應(yīng)用虛擬試驗(yàn)在汽車(chē)工程領(lǐng)域的應(yīng)用第第10章章 汽車(chē)虛擬試驗(yàn)技術(shù)汽車(chē)虛擬試驗(yàn)技術(shù) 虛擬試驗(yàn)技術(shù)是一種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)試驗(yàn)仿真技術(shù)，虛擬試驗(yàn)技術(shù)是一種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)試驗(yàn)仿真技術(shù)，利用它可以在虛擬試驗(yàn)環(huán)境下，借助交互式技術(shù)利用它可以在虛擬試驗(yàn)環(huán)境下，借助交互式技術(shù)和試驗(yàn)分析技術(shù)，使設(shè)計(jì)者在汽車(chē)設(shè)計(jì)階段就能和試驗(yàn)分析技術(shù)，使設(shè)計(jì)者在汽車(chē)設(shè)計(jì)階段就能對(duì)產(chǎn)品的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)或試驗(yàn)驗(yàn)證。對(duì)產(chǎn)品的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)或試驗(yàn)驗(yàn)證。 從廣義上講，虛擬試驗(yàn)是指任何不使用或部分使從廣義上講，虛擬試驗(yàn)是指任何不使用或部分使用實(shí)際硬件來(lái)構(gòu)成試驗(yàn)環(huán)境，完成實(shí)際物理試驗(yàn)用實(shí)際硬件來(lái)構(gòu)成試驗(yàn)

2、環(huán)境，完成實(shí)際物理試驗(yàn)的方法和技術(shù)。的方法和技術(shù)。 虛擬試驗(yàn)是在計(jì)算機(jī)上采用軟件代替部分或全部虛擬試驗(yàn)是在計(jì)算機(jī)上采用軟件代替部分或全部硬件實(shí)現(xiàn)各種虛擬試驗(yàn)環(huán)境，使試驗(yàn)者如同在真硬件實(shí)現(xiàn)各種虛擬試驗(yàn)環(huán)境，使試驗(yàn)者如同在真實(shí)的環(huán)境中一樣完成各種預(yù)訂試驗(yàn)項(xiàng)目，取得接實(shí)的環(huán)境中一樣完成各種預(yù)訂試驗(yàn)項(xiàng)目，取得接近或等價(jià)于真實(shí)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果。近或等價(jià)于真實(shí)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果。 虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)包括軟件型和硬件在環(huán)型兩種。虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)包括軟件型和硬件在環(huán)型兩種。 純軟件型系統(tǒng)將試驗(yàn)環(huán)境、對(duì)象全部抽象為數(shù)學(xué)模型，把純軟件型系統(tǒng)將試驗(yàn)環(huán)境、對(duì)象全部抽象為數(shù)學(xué)模型，把抽象的數(shù)學(xué)模型和軟件技術(shù)作為側(cè)重點(diǎn)，僅利用軟件完成抽

3、象的數(shù)學(xué)模型和軟件技術(shù)作為側(cè)重點(diǎn)，僅利用軟件完成整個(gè)系統(tǒng)的仿真。整個(gè)系統(tǒng)的仿真。 硬件在環(huán)型是在計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)發(fā)展到一定階段之后才硬件在環(huán)型是在計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)發(fā)展到一定階段之后才出現(xiàn)的一種集多種技術(shù)于一體的綜合系統(tǒng)，是指將硬件實(shí)出現(xiàn)的一種集多種技術(shù)于一體的綜合系統(tǒng)，是指將硬件實(shí)物嵌入仿真系統(tǒng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)，需要同時(shí)完成大量物嵌入仿真系統(tǒng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)，需要同時(shí)完成大量運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和執(zhí)行多任務(wù)。運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和執(zhí)行多任務(wù)。（1 1）試驗(yàn)成本低試驗(yàn)成本低（2 2）試驗(yàn)可重復(fù)試驗(yàn)可重復(fù)（3 3）試驗(yàn)安全可靠試驗(yàn)安全可靠（4 4）試驗(yàn)可控性好試驗(yàn)可控性好（5 5）信息量大而豐富信息量大而

4、豐富1.Adams1.Adams軟件軟件 AdamsAdams即機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析。即機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析。 除用于機(jī)械系統(tǒng)靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析外，除用于機(jī)械系統(tǒng)靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析外，還可作為虛擬樣機(jī)分析的二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)，供用戶(hù)進(jìn)還可作為虛擬樣機(jī)分析的二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)，供用戶(hù)進(jìn)行特殊功能樣機(jī)的開(kāi)發(fā)。行特殊功能樣機(jī)的開(kāi)發(fā)。 軟件提供零件庫(kù)、約束庫(kù)和力庫(kù)等建模模塊，將拉軟件提供零件庫(kù)、約束庫(kù)和力庫(kù)等建模模塊，將拉格朗日乘子法作為其求解器，由基本模塊、接口模格朗日乘子法作為其求解器，由基本模塊、接口模塊、擴(kuò)展模塊、專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域模塊和工具箱組成。塊、擴(kuò)展模塊、專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域模塊和工具箱組成。2.

5、2. MatlabMatlab軟件軟件 MatlabMatlab用于數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、算法開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)分析、用于數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、算法開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)分析、非線(xiàn)性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模與仿真等非線(xiàn)性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模與仿真等，主要包括主要包括MatlabMatlab和和SimulinkSimulink兩大部分。兩大部分。 主要應(yīng)用主要應(yīng)用：工程計(jì)算；數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)與優(yōu)化；測(cè)試與測(cè)量；工程計(jì)算；數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)與優(yōu)化；測(cè)試與測(cè)量；圖像與聲音處理；信號(hào)檢測(cè)、處理與通信；控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖像與聲音處理；信號(hào)檢測(cè)、處理與通信；控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析；模型預(yù)測(cè)和金融分析等領(lǐng)域。與分析；模型預(yù)測(cè)和金融分析等領(lǐng)域。 SimulinkSimu

6、link模塊是模塊是MatlabMatlab軟件的擴(kuò)展，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可視化建模、軟件的擴(kuò)展，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可視化建模、動(dòng)態(tài)仿真和分析動(dòng)態(tài)仿真和分析。3. Advisor3. Advisor軟件軟件 AdvisorAdvisor即高級(jí)車(chē)輛仿真器（即高級(jí)車(chē)輛仿真器（Advanced Vehicle SimulatorAdvanced Vehicle Simulator），），由美國(guó)能源部（由美國(guó)能源部（DOEDOE）為管理混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，）為管理混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，基于基于Matlab/SimulinkMatlab/Simulink環(huán)境環(huán)境運(yùn)行。運(yùn)行。 可用于分析傳統(tǒng)汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽

7、車(chē)的動(dòng)力可用于分析傳統(tǒng)汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性以及排放性等性能。性、燃油經(jīng)濟(jì)性以及排放性等性能。 提供整車(chē)、離合器、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、主減速器、車(chē)軸、提供整車(chē)、離合器、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、主減速器、車(chē)軸、車(chē)輪、變速器、道路循環(huán)和機(jī)械負(fù)載等模塊。車(chē)輪、變速器、道路循環(huán)和機(jī)械負(fù)載等模塊。4. Cruise4. Cruise軟件軟件 CruiseCruise軟件采用模塊化的建模方法，可以搭建和仿真任何軟件采用模塊化的建模方法，可以搭建和仿真任何一種配置的汽車(chē)系統(tǒng)。一種配置的汽車(chē)系統(tǒng)。 可用于汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、可用于汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、傳

8、動(dòng)系統(tǒng)、排放系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，汽車(chē)性能預(yù)測(cè)、整車(chē)仿真計(jì)算以及控制參排放系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，汽車(chē)性能預(yù)測(cè)、整車(chē)仿真計(jì)算以及控制參數(shù)和駕駛性能的優(yōu)化；可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)、輪胎、電動(dòng)機(jī)、變數(shù)和駕駛性能的優(yōu)化；可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)、輪胎、電動(dòng)機(jī)、變速箱等部件的選型及其與車(chē)輛的匹配優(yōu)化。速箱等部件的選型及其與車(chē)輛的匹配優(yōu)化。 與與Matlab/SimulinkMatlab/Simulink模塊有接口，可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)合仿真。模塊有接口，可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)合仿真。5. 5. MSC.FatigueMSC.Fatigue軟件軟件 MSC.FatigueMSC.Fatigue是由是由NcodeNcode和和MSCMSC公司合作開(kāi)發(fā)的疲公司合作開(kāi)發(fā)的疲勞壽

9、命有限元分析軟件勞壽命有限元分析軟件，在產(chǎn)品生產(chǎn)制造之前進(jìn)在產(chǎn)品生產(chǎn)制造之前進(jìn)行疲勞壽命分析，可極大地降低生產(chǎn)原型機(jī)和進(jìn)行疲勞壽命分析，可極大地降低生產(chǎn)原型機(jī)和進(jìn)行疲勞壽命測(cè)試所帶來(lái)的巨額費(fèi)用行疲勞壽命測(cè)試所帶來(lái)的巨額費(fèi)用。 可用于結(jié)構(gòu)的初始裂紋分析、裂紋擴(kuò)展分析、振可用于結(jié)構(gòu)的初始裂紋分析、裂紋擴(kuò)展分析、振動(dòng)疲勞分析、電焊疲勞分析、疲勞優(yōu)化設(shè)計(jì)、多動(dòng)疲勞分析、電焊疲勞分析、疲勞優(yōu)化設(shè)計(jì)、多軸疲勞分析和應(yīng)力壽命分析等軸疲勞分析和應(yīng)力壽命分析等。6. 6. nSoftnSoft軟件軟件 nSoftnSoft是由是由nCodenCode公司開(kāi)發(fā)的一套專(zhuān)門(mén)為解決工程公司開(kāi)發(fā)的一套專(zhuān)門(mén)為解決工程系統(tǒng)疲

10、勞問(wèn)題的軟件，主要由數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯系統(tǒng)疲勞問(wèn)題的軟件，主要由數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示、疲勞分析等模塊組成，其功能涵蓋了數(shù)據(jù)采示、疲勞分析等模塊組成，其功能涵蓋了數(shù)據(jù)采集、疲勞分析以及實(shí)驗(yàn)室疲勞模擬三個(gè)工程疲勞集、疲勞分析以及實(shí)驗(yàn)室疲勞模擬三個(gè)工程疲勞設(shè)計(jì)的主要領(lǐng)域。設(shè)計(jì)的主要領(lǐng)域。 主要應(yīng)用于汽車(chē)、鐵路、能源、國(guó)防等工業(yè)領(lǐng)域。主要應(yīng)用于汽車(chē)、鐵路、能源、國(guó)防等工業(yè)領(lǐng)域。10.2.1 10.2.1 汽車(chē)主要使用性能虛擬試驗(yàn)汽車(chē)主要使用性能虛擬試驗(yàn)10.2.2 10.2.2 碰撞安全性虛擬試驗(yàn)碰撞安全性虛擬試驗(yàn)10.2.3 10.2.3 汽車(chē)零部件疲勞壽命虛擬試驗(yàn)汽車(chē)零部件疲勞壽命虛擬試驗(yàn)1. 1.動(dòng)

11、力性與經(jīng)濟(jì)性虛擬試驗(yàn)動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性虛擬試驗(yàn) 汽車(chē)的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性對(duì)汽車(chē)的運(yùn)輸效率汽車(chē)的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性對(duì)汽車(chē)的運(yùn)輸效率和運(yùn)輸成本具有直接的影響。傳統(tǒng)試驗(yàn)方法受和運(yùn)輸成本具有直接的影響。傳統(tǒng)試驗(yàn)方法受外界因素影響較大。外界因素影響較大。 采用虛擬試驗(yàn)技術(shù)，具有使用方便、快捷、重采用虛擬試驗(yàn)技術(shù)，具有使用方便、快捷、重復(fù)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能消除實(shí)車(chē)試驗(yàn)中駕駛員、氣復(fù)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能消除實(shí)車(chē)試驗(yàn)中駕駛員、氣候條件和道路環(huán)境等外界因素對(duì)試驗(yàn)的影響。候條件和道路環(huán)境等外界因素對(duì)試驗(yàn)的影響。1. 1.動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性虛擬試驗(yàn)動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性虛擬試驗(yàn) 基于基于CruiseCruise軟件的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性虛擬試驗(yàn)步

12、驟軟件的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性虛擬試驗(yàn)步驟：（1 1）整車(chē)仿真模型的建立整車(chē)仿真模型的建立：結(jié)構(gòu)模型的建立結(jié)構(gòu)模型的建立各模塊參數(shù)的輸入各模塊參數(shù)的輸入仿真計(jì)算模式的選擇仿真計(jì)算模式的選擇（2 2）動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性虛擬試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性虛擬試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)（3 3）試驗(yàn)驗(yàn)證試驗(yàn)驗(yàn)證2. 2.制動(dòng)性虛擬試驗(yàn)制動(dòng)性虛擬試驗(yàn) 目前，汽車(chē)制動(dòng)性能虛擬試驗(yàn)主要是由目前，汽車(chē)制動(dòng)性能虛擬試驗(yàn)主要是由AdamsAdams軟件軟件和和MatlabMatlab軟件聯(lián)合仿真來(lái)實(shí)現(xiàn)。軟件聯(lián)合仿真來(lái)實(shí)現(xiàn)。 通常在通常在A(yíng)dams/ViewAdams/View模塊或在模塊或在A(yíng)dams/CarAdams/Car模塊中建立模塊中建立多

13、自由度的整車(chē)仿真模型，在多自由度的整車(chē)仿真模型，在Matlab/SimulinkMatlab/Simulink模塊模塊中建立防抱死制動(dòng)系統(tǒng)中建立防抱死制動(dòng)系統(tǒng)ABSABS的控制模型，然后將的控制模型，然后將ABSABS控制模型的仿真數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入到控制模型的仿真數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入到AdamsAdams軟件中軟件中進(jìn)行整車(chē)多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真。進(jìn)行整車(chē)多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真。2. 2.制動(dòng)性虛擬試驗(yàn)制動(dòng)性虛擬試驗(yàn) 基于基于CruiseCruise軟件的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性虛擬試驗(yàn)步驟軟件的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性虛擬試驗(yàn)步驟：（1 1）整車(chē)仿真模型的建立整車(chē)仿真模型的建立（2 2）制動(dòng)性能虛擬試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)性能虛擬試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)：

14、直線(xiàn)制動(dòng)和轉(zhuǎn)彎制動(dòng)虛擬試驗(yàn)直線(xiàn)制動(dòng)和轉(zhuǎn)彎制動(dòng)虛擬試驗(yàn) 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABSABS）虛擬試驗(yàn)）虛擬試驗(yàn)（3 3）試驗(yàn)驗(yàn)證試驗(yàn)驗(yàn)證3. 3.操縱穩(wěn)定性虛擬試驗(yàn)操縱穩(wěn)定性虛擬試驗(yàn) 汽車(chē)操縱穩(wěn)定性虛擬試驗(yàn)是用汽車(chē)動(dòng)力學(xué)分析汽車(chē)操縱穩(wěn)定性虛擬試驗(yàn)是用汽車(chē)動(dòng)力學(xué)分析數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)虛擬環(huán)境中的汽車(chē)模型，將其在試驗(yàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)虛擬環(huán)境中的汽車(chē)模型，將其在試驗(yàn)過(guò)程中各種狀態(tài)變化映射到計(jì)算機(jī)屏幕上，借過(guò)程中各種狀態(tài)變化映射到計(jì)算機(jī)屏幕上，借助于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的交互手段，使研究人員產(chǎn)助于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的交互手段，使研究人員產(chǎn)生生“身臨其境身臨其境”的感覺(jué)，體驗(yàn)車(chē)輛在各種工況的感覺(jué)，體驗(yàn)車(chē)輛在各種工況下的性能，并

15、對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。下的性能，并對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。3. 3.操縱穩(wěn)定性虛擬試驗(yàn)操縱穩(wěn)定性虛擬試驗(yàn)（1 1）操縱穩(wěn)定性虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)成操縱穩(wěn)定性虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)成汽車(chē)操縱穩(wěn)定性虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)流程汽車(chē)操縱穩(wěn)定性虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)流程3. 3.操縱穩(wěn)定性虛擬試驗(yàn)操縱穩(wěn)定性虛擬試驗(yàn)（2 2）汽車(chē)動(dòng)力學(xué)模型汽車(chē)動(dòng)力學(xué)模型 是虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分是虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，要考慮盡可能多的自要考慮盡可能多的自由度建立整車(chē)模型。由度建立整車(chē)模型。 可利用多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)軟件可利用多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)軟件Adams/CarAdams/Car，采用參數(shù)化，采用參數(shù)化建模方法建立汽車(chē)操縱穩(wěn)定性的動(dòng)力學(xué)模型。將整車(chē)建模方法建立汽車(chē)操縱

16、穩(wěn)定性的動(dòng)力學(xué)模型。將整車(chē)分為分為多個(gè)子多個(gè)子模塊分別建立虛擬樣機(jī)模型，再將模塊分別建立虛擬樣機(jī)模型，再將其其裝配裝配成整車(chē)模型，建立整車(chē)動(dòng)力學(xué)分析模型。成整車(chē)模型，建立整車(chē)動(dòng)力學(xué)分析模型。3. 3.操縱穩(wěn)定性虛擬試驗(yàn)操縱穩(wěn)定性虛擬試驗(yàn)（3 3）汽車(chē)實(shí)體模型汽車(chē)實(shí)體模型 實(shí)體結(jié)構(gòu)建模就是賦予汽車(chē)模型三維實(shí)體結(jié)構(gòu)、實(shí)體結(jié)構(gòu)建模就是賦予汽車(chē)模型三維實(shí)體結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、顏色等外觀(guān)特征。材質(zhì)、顏色等外觀(guān)特征。 采用采用3DMax3DMax或其他或其他CADCAD軟件建立汽車(chē)整車(chē)和部件軟件建立汽車(chē)整車(chē)和部件的三維實(shí)體模型。的三維實(shí)體模型。3. 3.操縱穩(wěn)定性虛擬試驗(yàn)操縱穩(wěn)定性虛擬試驗(yàn)（4 4）虛擬試驗(yàn)場(chǎng)模型

17、虛擬試驗(yàn)場(chǎng)模型 虛擬試驗(yàn)場(chǎng)是與用戶(hù)最直接的接觸部分。虛擬試驗(yàn)場(chǎng)是與用戶(hù)最直接的接觸部分。 對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行光照、霧化、紋理映射等描述，可以對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行光照、霧化、紋理映射等描述，可以形成較好的視覺(jué)感受。形成較好的視覺(jué)感受。 虛擬場(chǎng)景主要包括兩部分：一是虛擬汽車(chē)模型；虛擬場(chǎng)景主要包括兩部分：一是虛擬汽車(chē)模型；二是路面模型。二是路面模型。3. 3.操縱穩(wěn)定性虛擬試驗(yàn)操縱穩(wěn)定性虛擬試驗(yàn)（5 5）汽車(chē)操縱穩(wěn)定性虛擬試驗(yàn)汽車(chē)操縱穩(wěn)定性虛擬試驗(yàn)汽車(chē)操縱穩(wěn)定性虛擬試驗(yàn)基本原理及數(shù)據(jù)映射流程汽車(chē)操縱穩(wěn)定性虛擬試驗(yàn)基本原理及數(shù)據(jù)映射流程4. 4.平順性虛擬試驗(yàn)平順性虛擬試驗(yàn) 建立包括乘員在內(nèi)的試驗(yàn)汽車(chē)的三維實(shí)體模型；建

18、立包括乘員在內(nèi)的試驗(yàn)汽車(chē)的三維實(shí)體模型； 建立虛擬試驗(yàn)場(chǎng)的場(chǎng)景模型，場(chǎng)景模型的范圍的大小建立虛擬試驗(yàn)場(chǎng)的場(chǎng)景模型，場(chǎng)景模型的范圍的大小要滿(mǎn)足試驗(yàn)車(chē)輛行駛距離的要求；要滿(mǎn)足試驗(yàn)車(chē)輛行駛距離的要求； 獲取平順性的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)；獲取平順性的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)； 在虛擬試驗(yàn)開(kāi)發(fā)平臺(tái)上對(duì)虛擬試驗(yàn)的各種資源進(jìn)行編在虛擬試驗(yàn)開(kāi)發(fā)平臺(tái)上對(duì)虛擬試驗(yàn)的各種資源進(jìn)行編程調(diào)用，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛平順性的虛擬再現(xiàn)；程調(diào)用，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛平順性的虛擬再現(xiàn)； 顯示汽車(chē)平順性試驗(yàn)數(shù)據(jù)，考察指標(biāo)，評(píng)價(jià)性能。顯示汽車(chē)平順性試驗(yàn)數(shù)據(jù)，考察指標(biāo)，評(píng)價(jià)性能。 汽車(chē)碰撞安全性虛擬試驗(yàn)結(jié)合了結(jié)構(gòu)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)汽車(chē)碰撞安全性虛擬試驗(yàn)結(jié)合了結(jié)構(gòu)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、工程力學(xué)和計(jì)算

19、數(shù)學(xué)等學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)學(xué)、工程力學(xué)和計(jì)算數(shù)學(xué)等學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)。 可以避免實(shí)車(chē)試驗(yàn)成本高、時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)，還可可以避免實(shí)車(chē)試驗(yàn)成本高、時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)，還可以逼真地反映試驗(yàn)過(guò)程。以逼真地反映試驗(yàn)過(guò)程。 20012001年美國(guó)年美國(guó)ETAETA公司開(kāi)發(fā)出了虛擬試驗(yàn)場(chǎng)軟件公司開(kāi)發(fā)出了虛擬試驗(yàn)場(chǎng)軟件VPGVPG（Virtual Proving GroundVirtual Proving Ground），是典型的汽車(chē)碰，是典型的汽車(chē)碰撞安全性虛擬試驗(yàn)軟件包。撞安全性虛擬試驗(yàn)軟件包。1. 1. 碰撞安全性虛擬試驗(yàn)研究?jī)?nèi)容碰撞安全性虛擬試驗(yàn)研究?jī)?nèi)容：（1 1）汽車(chē)零部件碰撞模擬汽車(chē)零部件碰撞模擬（2 2）汽車(chē)結(jié)構(gòu)耐

20、撞性模擬汽車(chē)結(jié)構(gòu)耐撞性模擬（3 3）整車(chē)碰撞安全性模擬整車(chē)碰撞安全性模擬（4 4）行人保護(hù)行人保護(hù)2. 2. 碰撞安全性虛擬試驗(yàn)的實(shí)施碰撞安全性虛擬試驗(yàn)的實(shí)施：（1 1）開(kāi)發(fā)虛擬原型開(kāi)發(fā)虛擬原型創(chuàng)建被測(cè)汽車(chē)的有限元模型創(chuàng)建被測(cè)汽車(chē)的有限元模型建立假人的有限元模型建立假人的有限元模型（2 2）建立汽車(chē)碰撞虛擬試驗(yàn)場(chǎng)建立汽車(chē)碰撞虛擬試驗(yàn)場(chǎng)（3 3）在虛擬試驗(yàn)場(chǎng)中調(diào)用各種虛擬原型在虛擬試驗(yàn)場(chǎng)中調(diào)用各種虛擬原型 目前，用于評(píng)價(jià)汽車(chē)零部件疲勞壽命的方法主要目前，用于評(píng)價(jià)汽車(chē)零部件疲勞壽命的方法主要是臺(tái)架試驗(yàn)和道路耐久性試驗(yàn)，試驗(yàn)周期長(zhǎng)、耗是臺(tái)架試驗(yàn)和道路耐久性試驗(yàn)，試驗(yàn)周期長(zhǎng)、耗費(fèi)大、安全性低且易受試驗(yàn)

21、方案影響。費(fèi)大、安全性低且易受試驗(yàn)方案影響。 汽車(chē)零部件疲勞壽命虛擬試驗(yàn)現(xiàn)已發(fā)展為在樣車(chē)汽車(chē)零部件疲勞壽命虛擬試驗(yàn)現(xiàn)已發(fā)展為在樣車(chē)制造前就對(duì)零部件進(jìn)行疲勞壽命分析并以此來(lái)修制造前就對(duì)零部件進(jìn)行疲勞壽命分析并以此來(lái)修正設(shè)計(jì)方案，大大縮短產(chǎn)品研制周期，避免了設(shè)正設(shè)計(jì)方案，大大縮短產(chǎn)品研制周期，避免了設(shè)計(jì)不合理引起的浪費(fèi)。計(jì)不合理引起的浪費(fèi)。 汽車(chē)零部件的結(jié)構(gòu)疲勞破壞是其主要失效形式，汽車(chē)零部件的結(jié)構(gòu)疲勞破壞是其主要失效形式，結(jié)構(gòu)的疲勞壽命和疲勞強(qiáng)度是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核結(jié)構(gòu)的疲勞壽命和疲勞強(qiáng)度是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核和抗疲勞設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。和抗疲勞設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。 適用于汽車(chē)零部件疲勞壽命的虛擬試驗(yàn)軟件適用于汽車(chē)零部件疲勞壽命的虛擬試驗(yàn)軟件包括：包括：MSC.FatigueMSC.Fatigue軟件、軟件、nSoftnSoft軟件和軟件和AnsysAnsys/FE-safe/FE-safe模塊。模塊。 疲勞壽命分析由