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碰撞模拟软件：工程师的深度指南
探索VPS等先进工具在加速车辆安全虚拟测试中的作用
想象一下1985年。汽车行业正处于革命性变革的风口浪尖。大众汽车和ESI的工程师们开始了一个开创性的项目：创建一个可以模拟车祸影响的数字模拟。早期对碰撞模拟的探索为汽车设计和安全测试中的重要工具奠定了基础。快进近四十年，碰撞模拟已经发展成为一项复杂的技术，使工程师能够测试和改进车辆，而不会损坏任何一个原型。这不是科幻小说，而是碰撞模拟软件的变革力量。
关于碰撞仿真软件，你需要了解哪些基础知识？
这一技术发展的最前沿是VPS（虚拟性能解决方案），这一工具在重新定义各行业工程师如何实现车辆安全方面发挥了重要作用。在我们探讨是什么让VPS如此与众不同之前，让我们先回答一些基本问题。
什么是碰撞模拟？
碰撞模拟涉及使用复杂的计算机模型以数字方式复制碰撞对车辆及其乘员的影响。通过运行这些模拟，工程师可以分析车辆在各种碰撞场景中的表现，而无需构建和销毁物理原型。这种方法允许在虚拟环境中详细检查安全特征和结构完整性。
为什么工程师需要碰撞模拟软件？
碰撞模拟的需求由6个关键因素驱动：
为什么制造商应该使碰撞和安全工程的模拟软件民主化，（C）ESI Group 2024
- 合规性: 车辆必须符合监管机构制定的严格安全标准，才能获准上市。在欧洲NCAP等组织的推动下，有一种趋势是使用虚拟评估而不是物理测试来认证车辆。碰撞模拟确保设计符合这些规定，最大限度地降低了昂贵的重新设计和延误的风险。
- 成本效益: 物理碰撞测试涉及建造和摧毁多个原型，这可能非常昂贵。虚拟仿真通过允许以数字格式进行大量测试来降低这些成本，为最终验证保留资源。此外，使电动汽车更实惠的压力正在推动降低汽车开发和制造成本的需求，给材料和制造方法带来了挑战。
- 环境因素: 物理测试会因原型的破坏而产生材料浪费。通过减少物理测试的需要，碰撞模拟有助于节约资源并减少对环境的影响。
- 时间效益: 开发和测试物理原型是耗时的。碰撞模拟加速了这一过程，实现了快速的设计迭代和更快地识别安全问题。
- 对车辆安全的持续不断的关注: 汽车OEM厂商越来越强调车辆安全，需要测试各种碰撞场景并遵守复杂的法规。
- 车辆设计的阶跃变化: 向电动汽车（EV）的过渡、轻量化和向自动驾驶汽车的转变带来了重大挑战。
谁使用碰撞模拟软件，何时使用，用于哪种应用？
在包括汽车、移动机械、航空航天和国防在内的各个行业，碰撞模拟软件解决了几个关键的工程任务，并被各行各业的多个部门在开发周期的各个阶段使用。以下是概述：
| 部门 | 阶段 | 应用 |
| 设计工程 | 整个设计阶段 | 概念设计: 评估新设计理念 细节设计: 优化设计细节 |
| 安全工程 | 设计和测试阶段 | 安全分析: 增强安全功能并确保符合安全标准。 |
| 验证和测试 | 生产前和测试期间 | 原型样机制作: 进行虚拟碰撞测试。 验证:确认安全和性能表现 |
| 研发 | 早期设计和研发 | 创新研究: 测试新理念和材料 材料测试: 评估新材料 |
| 制造和生产 | 设计后及生产前 | 整合制造: 了解设计变更对制造过程的影响。 |
什么是完美的碰撞模拟软件？
有几种工具可用于碰撞模拟：
- Abaqus: 提供强大的多物理场和有限元分析。
- ANSYS: 为结构和热分析提供全面的仿真解决方案。
- LS-DYNA: 以其在非线性模拟方面的先进能力而闻名。
- VPS: 专为车辆防撞性和乘员安全模拟而设计的多功能工具。
关于碰撞模拟软件VPS，你需要知道什么？
在众多碰撞模拟工具中，VPS（虚拟性能解决方案）脱颖而出，成为游戏规则的改变者。但是是什么让VPS与众不同呢？让我们深入探讨它的独特功能及其对行业的影响。
是什么让VPS成为汽车碰撞模拟的最佳软件之一？
简而言之：用户重视VPS准确预测产品在现实世界条件下的性能的能力，考虑到制造的复杂性。
VPS因其独特的功能而成为领先的碰撞模拟软件：单核模型方法减少了建模工作量，并允许灵活的并行工程，而业界最快的碰撞求解器可提供快速的结果和成本节约。在ESI深厚的专业知识支持下，一致的结果加强了协作，加快了车辆开发。该软件先进的流体-结构相互作用建模和多尺度功能可对复杂场景进行精确模拟，如碰撞安全模拟、安全气囊折叠和展开、安全带评估、行人安全、障碍物和假人模拟、材料因素和过水。
VPS对汽车碰撞与安全工程的价值是什么？
VPS在汽车和航空航天工业碰撞与安全工程中的关键应用，（C）ESI Group 2024
VPS通过确保快速、可靠和准确的模拟结果，从战略上增强了汽车开发，这对分析安全气囊、水管理和结构完整性至关重要。它擅长处理大型、复杂的模型，特别是在电动汽车电池模拟方面，从而实现了优化、更安全的车辆设计，并满足了不断变化的监管要求。通过减少模型构建工作并实现并行工程，VPS提高了生产率和效率，允许在相同的时间范围内进行更多的模拟，同时降低了成本。该平台通过简化新材料和制造工艺的实验来加速创新，最终以更低的成本和更短的开发时间生产出具有卓越安全性和性能的优化车辆。
Author
Gavin England
Product Marketing Manager - Crash, Safety, Strength and Dynamics
A qualified Mechanical Engineer, Gavin spent the early part of his career working in various design teams, helping to develop products as diverse as materials handling equipment and rally cars. The last twenty years have been spent in organisations such as IBM, Siemens, and Autodesk, promoting and marketing CAD, PLM, and related solutions, primarily to the manufacturing industry. An advocate of the benefits of innovate design technology, Gavin now works in Product Marketing at ESI, helping customers understand the unique value of our crash, safety, strength, and dynamics solutions.
领域: Automotive