高巖

【摘要】車輛工程的設計和制造是汽車生產的重要環(huán)節(jié)，但是這兩個環(huán)節(jié)的發(fā)展也較難，對汽車的設計需要考慮的因素有很多，需要運用的技術也比較多，所以就需要對其更新設計和制造的方式。虛擬技術是在計算機技術上發(fā)展而來的一項汽車生產和制造的技術，這項技術的應用促進了汽車設計和制造工作的高效，提高汽車的性能。

【關鍵詞】車輛工程；虛擬技術；應用價值

一、虛擬技術

虛擬技術是利用計算機技術作為平臺，并在使用中借用傳感器技術和各種科學技術的新型技術。對于虛擬技術來說，它主要是依托計算機技術作為支撐后臺，讓人們能更加形象地聽到和看到，就像真的一樣。但是虛擬技術還有技術沒有突破，存在了實際應用的缺陷。虛擬技術研究工作人員在進一步攻克難關，為顧客提供一個更加真實的體驗環(huán)境，另外顧客還可以利用計算機技術與圖片進行交流討論，得到一個真實精確的體驗。近年來，虛擬技術在汽車工程中的廣泛使用，不僅使汽車的研究開發(fā)節(jié)省了成本，還使汽車的研究技術得到了精確。虛擬技術的應用形象具體，更有益于人民的理解，又可以多次應用。

二、車輛工程虛擬樣機技術的關鍵技術

（一）車輛工程虛擬樣機的總體技術

虛擬樣機的設計主要由初步方案設計、概念設計、詳細設計、仿真設計和結構優(yōu)化設計這五大部分組成。要想車輛工程設計的順利進行，各個部分必須加強協(xié)調合作，一切從全局出發(fā)，保證系統(tǒng)各部分都能正常運行。這五個部分相輔相成，所以在車輛工程設計過程中，各部門需要認識到資源共享與信息交換的重要性，并考慮到具體的工作環(huán)境，大體確定具體的虛擬樣機開發(fā)周期。

（二）虛擬環(huán)境下的車輛方案設計評價

要想順利開展車輛工程的虛擬樣機工作，虛擬環(huán)境下材料方案設計的工作質量必須要得到保證。相關人員需要在計算機提供的虛擬現(xiàn)實環(huán)境下，對已有的虛擬模型提出批判性的建議和意見，還可以模仿車輛零件的裝配過程，對其進行虛擬測試。然后，相關人員再根據(jù)虛擬試驗后的相關數(shù)據(jù)對多種設計方案進行成本核算和整體評估，從而選定最科學、最合理的車輛工程設計方案。

（三）虛擬樣機工程的并行工程

虛擬樣機工程的一大特色就是支持并行設計，車輛工程中將產品設計與制造等多個環(huán)節(jié)交叉進行，大大提高了車輛工程設計的工作效率。在各環(huán)節(jié)交叉進行的過程中，各部門也要加強彼此間的合作與交流，從而對已有車輛設計方案提出更具建設性的發(fā)展建議，提高車輛質量。虛擬樣機工程中的并行設計節(jié)省了汽車產品的設計成本，縮短了設計周期，大大提高了相關企業(yè)的經濟效益。

（四）虛擬樣機工程的優(yōu)化設計

虛擬樣機工程的目的是通過模擬測試，確保車輛工程的質量，而優(yōu)化設計則是保證汽車產品性能的有效途徑。在優(yōu)化設計中，相關人員必須熟悉車輛工程的方案計劃，了解具體的工程實際，并根據(jù)當前現(xiàn)狀，選取相應的設計變量，列出目標函數(shù)和約束條件，通過給具體的數(shù)學模型求解使虛擬樣機工程程序化。

（五）虛擬樣機工程的集成仿真與數(shù)據(jù)協(xié)調

在整個虛擬樣機工程中，集成仿真是技術要求最高的一個工作階段。系統(tǒng)集成需要考慮各個子系統(tǒng)之間的聯(lián)系，通過協(xié)調各個子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)，根據(jù)觀察到的數(shù)據(jù)變化改變實體模型，從而實現(xiàn)不同模塊之間的數(shù)據(jù)通信。

三、虛擬技術在車輛工程中的應用

（一）車輛輪胎的應用

虛擬技術在輪胎設計中的應用主要就是輪胎的運行實現(xiàn)，其可以模擬路面狀況，對輪胎的實際運行情況進行分析，了解在不同的路面狀況下，輪胎的使用效果、輪胎的性能、穩(wěn)定性和舒適度。虛擬技術可以將輪胎的模型用三維有限元模式直觀的表現(xiàn)出來。根據(jù)實際的運行情況來看，虛擬技術對輪胎的運行情況的分析是比較正確的，符合實際的運行情況。

（二）車輛系統(tǒng)的可靠性實驗應用

就虛擬技術而言，其可以對各種事物進行模擬，都可以實現(xiàn)較好的效果，其制造物品的經濟成本較低，需要的時間也比較短。虛擬技術的這種能力正符合車輛工程需要。虛擬技術在車輛系統(tǒng)的可靠性實驗中，可以通過實驗了解實際與虛擬車輛可靠性的判斷。車輛系統(tǒng)的可靠性實驗中有三個重要的數(shù)據(jù)：道路數(shù)據(jù)、車輛應力數(shù)據(jù)和預期的疲勞值。

（三）車輛的動力學和穩(wěn)定性應用

車輛的動力學和操控的穩(wěn)定性的研究軟件主要為ADMAS。通過對虛擬技術的應用，這項軟件可以實現(xiàn)實時的反應，但是在交互性和虛擬場景的創(chuàng)建上還存在一定的缺陷。虛擬技術在車輛的動力學的穩(wěn)定性的應用上主要就是實時的反映，其也具有很多的其他方面的優(yōu)勢。

四、結語

我國汽車企業(yè)目前應用于車輛工程中的虛擬樣機技術是以多體系統(tǒng)運動學與動力學建模理論及其實現(xiàn)技術為核心，并結合多種技術對汽車產品運行工作進行仿真模擬的數(shù)字化設計方法。虛擬樣機技術在傳統(tǒng)的設計思想基礎上，結合多種新技術的優(yōu)點，對原有技術特點進行創(chuàng)新，使其更好地服務于車輛工程設計工作。

參考文獻

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