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车辆工程中虚拟技术的应用价值
肖安镇
中国重汽济南桥箱有限公司 山东省济南市 250000
摘 要：虚拟技术是车辆工程行业发展的重要技术,改变了车辆工程行业设计、制造汽车的方式.虚拟技术在车辆工程中的应用具有重要的意义,其促进了车辆设计和制造工艺的发展.就虚拟技术在车辆工程中的应用进行研究,希望对车辆工程行业的发展有一定的帮助.
关键词：车辆工程；虚拟技术；应用价值
伴随着计算机技术的发展,我国各种以计算机技术为基础的技术不断的发展,很多行业都通过对计算机技术的利用,实现了行业发展状况的改变,促进了行业的进步,并且获得了很多的经济和社会效益.车辆工程的设计和制造是汽车生产的重要环节,但是这两个环节的发展也较难,对汽车的设计需要考虑的因素有很多,需要运用的技术也比较多,所以就需要对更新其设计和制造的方式.虚拟技术是在计算机技术上发展而来的一项汽车生产和制造的技术,这项技术的应用促进了汽车设计和制造工作的高效,提高汽车的性能.
1 车辆工程虚拟技术概述
虚拟样机技术是一项汽车设计的技术,这项技术主要就是在虚拟的环境下,利用可视化的优势对汽车的外观、性能和舒适度等方面进行设计,改善传统汽车设计的弊端,根据对汽车的各种因素的考虑,实现数据和理论对车辆的支撑,使汽车无论是在造型还是在性能上都更加科学、合理.虚拟样机技术是一种以计算机技术为基础的新型数字化设计方法,这项技术融合了多种技术,如仿真技术、现代信息技术、先进设计制造技术和现代管理技术.这项技术比传统的设计技术更具优势,这种技术更注重系统化、周期化的设计,对汽车产品的设计可以实现性能的预测,而传统的汽车设计时间较长、设计中不合理的问题较多,设计中需要不断的更改设计模型.
虚拟样机技术在发展中与计算机技术有很大的关系,其主要就是利用计算机设备对大量的数据进行分析,对图表进行分析,这项技术可以减轻设计师的工作,使设计师有更多的时间进行其他方面的思考.而且这项技术分析的时间较短,分析结构可靠.设计师可以更多的进行设计优化等工程问题的研究.计算机的三维造型技术也可以让虚拟技术的抽象化问题更加具体,虚拟技术也更加的具有实践意义.虚拟技术的应用也会受到计算机硬件发展的限制,影响仿真技术和样机生产的质量.
2 车辆工程应用虚拟技术中的关键
车辆工程中应用虚拟技术有几个关键步骤,这几个步骤影响着虚拟技术的应用,对车辆设计和制造都有重要的作用.其主要为：
第一,总体技术.总体技术是车辆设计的总体方案,包括车辆设计方案、详细设计、概念设计和仿真设计等.车辆设计要想顺利进行就要加强各个部分的各做,从全局角度思考汽车设计,保证汽车的正常运行.在骑车设计中一定要考虑到各个部分的重要性,结合具体的环境进行样机开发.车辆的设计和制造的首要步骤技术总体总体技术,这是进行其他工作的基础,也是车辆设计的指导思想,车辆的设计和改变等都需要以总体技术为基础.
第二,方案评价.这是对总体技术的应用的考量,保证设计方案的可行性.在虚拟环境下进行设计汽车,一定要充分考虑实际的工作环境.虚拟环境下还可以进行测试,进行零件的安装等工作.在虚拟环境下可以实现的目标,在实际的操作中并不一定能实现,所以一定要对虚拟模型进行评价,设计多种方案,根据成本等情况确定最终方案.
第三,并行工程,对车辆工程中的产品和制造环节进行交叉比较,提高车辆工程设计的效率.相关人员也要根据设计的试验对设计的多种方案和成本进行评估各核算.虚拟样机的最大特点技术并行工程,也就是车辆的设计和制造的过程可以同步进行,根据实际的制造还可以进行更改,各个部门之间的练习加深,也能促进车辆质量的提高,促进企业的发展,提高企业的经济效益.
第四,优化设计.在车辆的设计中,虚拟样机是为了实现车辆的高质量,优化设计可以提高车辆的性能,进而提高车辆的质量.车辆的优化人员一定要对车辆的性能有充分的了解,这样才能更好的完成这项工作.优化人员在优化中要列出具体的工程实际,并根据现状选取变量,通过目标函数和约束条件,进行数学模型的优化设计,达到提高质量质量的目的.
第五,集成仿真与数据协调.在整个过程中集成仿真的技术要求最高.系统的集成过程需要考虑各个部分之间的联系,要考虑不同系统的数据,通过数据进行模型的改变,进而改变实体,实现模块之间的数据联系,实现数据通信.
3 虚拟技术在车辆工程中的应用
现阶段我国的车辆工程领域的发展中,虚拟技术的应用主要就是在以下几个方面：
3.1 车辆轮胎的应用
轮胎是汽车实现其功能的重要部件.轮胎的设计可以直接影响汽车的性能,对汽车的舒适度、性能和稳定性的影响更加直接的.汽车设计中轮胎设计需要考虑的因素有很多,轮胎的设计和实际的生产都比较复杂,而且轮胎生产需要的环境也比较苛刻.轮胎的设计中较为重要的就是对轮胎模型的设计,对轮胎的实际需要尺寸进行测量,对轮胎的生产中,轮胎的设计研发方面与实际的构想往往存在很大的差距.受到的压力不同轮胎的状态也不相同.
虚拟技术在轮胎设计中的应用主要就是轮胎的运行实现,其可以模拟路面状况,对轮胎的实际运行情况进行分析,了解在不同的路面状况下,轮胎的使用效果、轮胎的性能、稳定性和舒适度.虚拟技术可以将轮胎的模型用三维有限元模式直观的表现出来.根据实际的运行情况来看,虚拟技术对轮胎的运行情况的分析是比较正确的,符合实际的运行情况,所以虚拟技术在车辆轮胎的设计和制造中具有较重要的意义,实现了轮胎运行环境的还原.我国现在也在应用这项技术,并且将通过创建数学参数的方式对轮胎在不同路面上的运行情况进行动力分析.
3.2车辆系统的可靠性实验应用
就虚拟技术而言,其可以对各种事物进行模拟,都可以实现较好的效果,其制造的物品的经济成本较低,需要的时间也比较短.虚拟技术的这种能力正符合车辆工程需要.虚拟技术在车辆系统的可靠性实验中,可以通过实验了解实际与虚拟车辆可靠性的判断.车辆系统的可靠性实验中有三个重要的数据：道路数据、车辆应力数据和预期的疲劳值.存汽车的可靠性的研究上,国外的厂家对这一点尤为重视,现存日本和美国都投入了大量的人力和物力进行这项研究.现存日本对这项技术的研究以五十铃汽车为主,现在这项实验的水平存全球范围内遥遥领先.现存日本已经可以将虚拟技术应用存更加细小的零件的研发上.
3.3车辆的动力学和稳定性应用
车辆的动力学和操控的稳定性的研究软件主要为ADMAS.通过对虚拟技术的应用,这项软件可以实现实时的反应,但是布交互性和虚拟场景的创建上还存存一定的缺陷.虚拟技术在车辆的动力学的稳定性的应用上主要就是实时的反映,其也具有很多的其他方而的优势.如,对车辆的轮胎的不同状态下的受力情况的覆盖,对轮胎压痕变化上的展示,其都可以通过图像的形式表现出来.
3.4 虚拟原型研究
传统的汽车研发中,都是通过创建模型和物理实现的方式进行设计,其零件的生产都是通过物理实验试验后进行,然后进行制造的车辆.这样就要根据实际的情况对零件进行更改,这种方式成本高,需要的生产周期也比较长,对材料的浪费也比较多.但是现在汽车的设计和研发中,对汽车模型的构建和生产都是通过仿真技术完成,这种方式可以提高生产能力,缩短设计和生产周期,而且这样零件的可靠性更强,零件的误差更小,汽车的性能也更好.现在的仿真技术可以通过对汽车的元件进行修改,保证汽车零件的精准.若是汽车的生产与实际的汽车的性能不符,可以通过修改方案的方式调整,这种方式可以节约的经济成本,需要的周期也更短.
综上所述,我们可以知道,虚拟技术是在计算技术的基础上发展起来的,虚拟技术的诞生对车辆工程领域的发展有重要的意义,对其设计成本的降低和设计周期的降低都有重要的作用.存车辆工程中,虚拟技术的应用对其产生了巨大的影响,车辆轮胎的应用、车辆系统的可靠性实验应用、车辆的动力学和稳定性应用、虚拟原型研究等方而都有了新的发展空间,车辆的性能提高,车辆工程行业的发展也更广阔.车辆工程的发展中,虚拟技术发挥着重要的作用,虽然虚拟技术在我国的发展并不是特别的快,但是其具有巨大的发展前景.
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