如果說CAD 是在幫助工程師創(chuàng)造更豐富、更優(yōu)美、更實用的車型實體設(shè)計，CAE 則是在保證汽車設(shè)計的質(zhì)量、壽命、性能、成本等方面發(fā)揮著重要作用。在計算機信息技術(shù)普及的今天，CAD/CAE/CAM /PDM 的應(yīng)用極大地促進(jìn)了汽車研發(fā)技術(shù)的進(jìn)步。
CAE 技術(shù)在中國汽車業(yè)的應(yīng)用，經(jīng)歷了入門、推廣、普及等階段。目前已進(jìn)入在產(chǎn)品開發(fā)中大規(guī)模應(yīng)用并取得實質(zhì)效益的階段。CAE 仿真技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)設(shè)計方法 “設(shè)計—試制—試驗—修改—再試制—再試驗”的反復(fù)流程，使汽車產(chǎn)品的大多數(shù)問題都可以在設(shè)計階段通過仿真得到解決，從而提高設(shè)計質(zhì)量和效率，大幅度降低開發(fā)時間和費用。
現(xiàn)代汽車設(shè)計將以整車為對象的分析提到了實用階段。目前，具有代表性的針對汽車工程CAE 應(yīng)用的汽車開發(fā)革命性技術(shù)——VPG 虛擬實驗場技術(shù)，提出了整車系統(tǒng)分析仿真的全新概念，提供汽車行業(yè)全方位的CAE 解決方案，整車的防撞性、安全性、NVH 和耐久性分析。VPG 提供的模型庫、工具庫及固化專家經(jīng)驗的自動技術(shù)，可將整車仿真過程中使用人員的工作量降到最低，是汽車開發(fā)革命性技術(shù)：
首先，VPG 所針對的分析對象不再局限于分開的各個零部件，而是可包擴車身FEM 模型、懸掛系（彈簧、減振器、動力控制臂）、轉(zhuǎn)向梯形、車輪輪胎等整車非線性系統(tǒng)模型。這樣，可將車身和懸掛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)間的復(fù)雜難以確定的作用力關(guān)系包含在分析模型內(nèi)。
第二，分析模型數(shù)據(jù)庫化。除車身模型是一個車型分析必須建立以外，懸掛結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機構(gòu)和輪胎完全數(shù)據(jù)庫化，用戶只需選擇結(jié)構(gòu)類性，給出參數(shù)即可產(chǎn)生計算模型。軟件自身具備豐富部件數(shù)據(jù)庫的同時，允許增加用戶模型數(shù)據(jù)。
第三，提供了全面的路面載荷。VPG 軟件提供了標(biāo)準(zhǔn)典型的路面模型，如交替擺動路面、槽形路、鵝卵石路、大扭曲路、波紋路、搓板路等均是通常的整車試驗標(biāo)準(zhǔn)考核路面。同樣允許用戶輸入和保存自己的路面數(shù)據(jù)，也可以用任意三維數(shù)據(jù)構(gòu)造特定的路面。
第四，分析內(nèi)容方面，VPG計算技術(shù)分析內(nèi)容是多樣化的。一個分析模型可以進(jìn)行疲勞壽命計算、振動噪聲分析計算，車輛碰撞歷程仿真、碰撞時乘員安全保護(hù)等多種結(jié)構(gòu)非線性分析。同時可以進(jìn)行整車非線性運動學(xué)和動力學(xué)計算，用以研究整車舒適性、高速行駛性能和操縱穩(wěn)定性問題。
第五，求解器是基于高度非線性軟件 LS－DYNA，進(jìn)行整車系統(tǒng)非線性分析。從這個角度看，VPG 技術(shù)是一個進(jìn)行高度非線性分析的汽車專用軟件，并含有專業(yè)數(shù)據(jù)庫。
最后，其計算結(jié)果后處理完全基于現(xiàn)代計算機圖式化平臺上，可以產(chǎn)生實時動畫、疲勞預(yù)測、應(yīng)力應(yīng)變圖、進(jìn)行數(shù)據(jù)信號變換、繪制數(shù)據(jù)曲線圖形等。
由此可見，VPG 是針對整車在汽車道路實驗場上進(jìn)行各種實驗項目仿真技術(shù)，蘊涵了開發(fā)者長期積累的汽車CAE 專業(yè)工作經(jīng)驗，尤其對新的CAE 用戶有很大的幫助。VPG “虛擬實驗場”技術(shù)代表了整車分系統(tǒng)析軟件的新高，它包括結(jié)構(gòu)、連接件、機構(gòu)、輪胎等全部非線性因素，計算結(jié)果更加真實?！疤摂M實驗場”技術(shù)提供了除車身結(jié)構(gòu)以外，如懸掛、輪胎、減振器、假人、氣囊等FEM 模型數(shù)據(jù)庫，模型建立便捷。在載荷方面提供了各種標(biāo)準(zhǔn)的實驗場路面載荷和障礙物，因而結(jié)果更加真實可信、可比性高。
在產(chǎn)品研發(fā)早期采用VPG，能夠顯著縮短研發(fā)周期、降低研發(fā)成本、提高整車質(zhì)量。VPG 獨特的分析方法，是目前任何其它CAE 軟件所不具備的，可對任何基于非線性動力學(xué)問題進(jìn)行模擬分析。VPG 集成化的程序組件克服了現(xiàn)存CAE 軟件的局限，可以完成從簡單的連接件力學(xué)特性模擬到復(fù)雜如整車的碰撞、耐久性和振動等系統(tǒng)級的非線性特性分析。幫助汽車企業(yè)縮短研發(fā)周期和降低原型車成本，在樣機試制前即可得到產(chǎn)品試驗結(jié)果，也因此成為“虛擬實驗場”。
VPG 獨特的專業(yè)化數(shù)據(jù)庫功能使復(fù)雜的仿真工作簡單化，縮短研發(fā)周期、降低研發(fā)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量。自推出之日起，就以其開創(chuàng)性的整車開發(fā)技術(shù)獲得美國專利，其系統(tǒng)級分析技術(shù)在效率、精度和廣度方面獲得行業(yè)客戶的充分肯定。
除了在美國三大汽車公司及零部件廠商獲得成功應(yīng)用外，VPG 在歐洲以及日本、韓國，包括進(jìn)入時間不久的中國也獲得了很大的成功，在一汽技術(shù)中心、上汽工程技術(shù)研究院、奇瑞汽車、江鈴汽車、國家機動車產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心（上海）、中國汽車技術(shù)研究中心等國內(nèi)汽車行業(yè)也已獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟效益，奠定了VPG 在整車開發(fā)技術(shù)方面的領(lǐng)導(dǎo)地位。
汽車行業(yè)已經(jīng)成為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，并且必然將繼續(xù)為我國的GDP增長做貢獻(xiàn)。針對汽車各種性能的國家強制性法規(guī)將不斷完善，我國的各家廠商也必須提高自己的研發(fā)能力。我國汽車產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)，總的來說，與世界先進(jìn)水平可能有二、三十年的差距。但是從計算理論和計算機輔助技術(shù)上來看，我們與國外的差距并不太大。合理利用國外現(xiàn)有的成熟的CAE軟件，可以幫助我國的汽車工業(yè)快速成長起來，降低整車開發(fā)的費用，提高企業(yè)的競爭能力。
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