VPG在整车安全性分析中的特色

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表时间:2007-06-29 人气:1

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当前，我国汽车行业面临着非常严峻的竞争形势，各汽车厂家必须提高自己的研发能力，同时还要努力降低开发和生产的成本。与此同时，我国已发布了正面碰撞法规，并且将于2006年7月1日起正式实施侧面碰撞法规。这些强制性法规的出台不仅对汽车的安全性提出了非常严格的要求，也不可避免地进一步导致了生产厂家开发、制造成本的提高。

CAE是可以协调这些矛盾的有效工具。众所周知，采用CAE分析可在尚未做出样车之前模拟部件甚至整车的性能，避免了反复进行“设计—试制—测试—改进—再试制”的过程，因此大大缩短了开发周期，提高了设计质量，降低了开发成本，VPG（Virtual Proving Ground,汽车虚拟试验场）就是其中一个广受欢迎的仿真工具。

VPG——汽车虚拟试验场

汽车产品开发过程中的CAE分析主要包括：一般性结构分析（刚度、强度等）；噪声、振动、平顺性分析及操纵稳定性分析；结构耐久性分析；碰撞模拟分析；计算流体动力学分析；钣金成形分析等。

图1 VPG软件界面

VPG是ETA公司与各大汽车厂商(如FORD、GM、DAIMLER －CHRYSLER、KIA等)经过近20年的合作，积累了丰富的汽车业CAE技术服务经验之后开发出的整车仿真软件（图1），是专门针对整车分析而开发的CAE仿真环境，可以进行整车的防撞性、安全性、NVH和耐久性等分析。VPG提供的模型库、工具库及固化专家经验的自动化技术可将整车仿真过程中的人员数量及其工作量降到最低。

目前最新版的VPG3.0分为三个模块：VPG/PrePost、VPG/Structure、VPG/Safety。
VPG/PrePost拥有一套完整的网格划分工具以及相应的一些方便用户建模的工具。VPG/PrePost 100%支持LS-DYNA、NASTRAN和RADIOSS，即所有的求解参数设置都可以在VPG界面中输入，无需用户额外手工编辑；提供了与多种主流CAD软件的直接接口，用户可以直接导入各种CAD数据文件；先进的后处理工具可以直接读取各种计算结果文件，并且能够进行动画演示或以X-Y曲线形式表示；自动焊点生成功能允许用户采用各种方法自动创建车身的焊点，使用户的工作效率得到进一步提高。

VPG/Structure允许用户创建机械系统的多刚体动力学模型，悬架模板使用户能够方便快速地创建当今流行的悬架模型，可以方便地产生轮胎模型并且快速连接到系统模型中去，可以分析从简单的机械模型到整车的非刚体模型。

VPG/Safety整合了17种不同的FMVSS和ECE汽车安全法规，独到的“过程向导方法”使建立有限元模型效率更高，而且使复杂的仿真分析更加简单化，碰撞工具库中包括各种障碍物、假人模型、摆锤以及安全带等模型。

VPG3.0可以在各主流工作站如HP、SGI、IBM、SUN、DEC、ALPHA等的UNIX操作系统以及各种PC的Windows98、Windows NT/2000及Linux等操作系统中运行，并且VPG3.0在所有的平台上（如PC、UNIX以及LINUX等）应用的是同一软件包，避免了各平台之间的差异。

VPG在整车防撞性分析中的特色

与其他通用前处理软件不同，VPG从开发初期就定位为汽车行业专用的前处理软件。VPG对于焊点、假人、安全带、安全气囊、各种壁障工具等有独到的处理方法。这其中，有些是普通前处理软件经过很麻烦的过程才能创建、调整的，比如安全带、安全气囊、悬挂、轮胎、各种壁障工具的创建，有些甚至是通用的前处理软件无法完成的，比如假人姿态的调整。

1. 网格划分
整车分析的第一步是划分有限元网格。VPG提供了先进的Topology自动网格划分技术和基于焊接翻边的网格划分功能，且功能强大、快捷。对于有限元分析而言，网格划分是最占时间的部分，这部分效率的提高可以大大减少完成整个分析所需的时间。

2. 焊点连接

各个部件的网格划分完毕就可以开始连接焊点了。在车身中各个部件相互连接的部位，比如门槛前部、A柱等，焊接关系复杂，很容易漏焊或者多焊。已有的一些有限元前处理软件虽然可以通过手工操作完成连接焊点的任务，但是通常情况下，用手工连接焊点的方式需要一周的时间，而且即使在做了仔细检查之后，也很难避免焊点遗漏。相比而言，VPG不仅能快速完成网格划分，而且可以通过读入工艺部门提供的焊点文件在半天内完成整车的焊点连接，无一遗漏，保证焊点连接的准确性（见图2）。并且由于是根据焊点文件做的焊点，在工艺部门调整焊点位置时，工程师只需改动焊点文件相应的个别数据即可达到修改整车模型中焊点的目的。

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