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解密汽車結(jié)構(gòu)強(qiáng)度路面沖擊誤用開發(fā)技術(shù)
隨著汽車智能化進(jìn)入深水區(qū)，汽車鋁合金底盤的廣泛應(yīng)用，其底盤失效問題逐漸增多，汽車安全尤其是整車鋁合金底盤結(jié)構(gòu)沖擊強(qiáng)度安全越來越受到車企關(guān)注，如何快速驗(yàn)證整車誤用強(qiáng)度性能，滿足車輛結(jié)構(gòu)安全性能的同時(shí),平衡輕量化設(shè)計(jì),縮短研發(fā)周期，控制成本，已經(jīng)成為全球汽車OEM廠商和零部件生產(chǎn)商高度重視的問題。
針對(duì)行業(yè)痛點(diǎn)，中汽中心工程院智駕技術(shù)開發(fā)部智能車輛可靠性開發(fā)團(tuán)隊(duì)已多年深耕結(jié)構(gòu)強(qiáng)度路面沖擊誤用開發(fā)技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)采用虛擬試驗(yàn)場（VPG）技術(shù)，通過建立整車高精度動(dòng)力學(xué)模型，結(jié)合Ftire輪胎模型、高精度誤用數(shù)字路面，利用高效算法來模擬實(shí)車運(yùn)動(dòng)過程中受到的動(dòng)態(tài)載荷沖擊，精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)用戶工況，確保了汽車車身、底盤等系統(tǒng)在各種誤用工況下的安全性與可靠性。如下為整車誤用開發(fā)流程說明：
△ 圖1 VPG誤用開發(fā)路線
△ 圖2 誤用工況數(shù)字路面定義
△ 圖3 VPG誤用工況仿真
△ 圖4 整車誤用強(qiáng)度CAE分析驗(yàn)證
在當(dāng)前的汽車工程領(lǐng)域，對(duì)車輛結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的研究至關(guān)重要。車輛在道路行駛過程中，由于駕駛?cè)艘蚺袛嗷虿僮魇д`而出現(xiàn)車輛受到路面猛烈瞬時(shí)沖擊的工況（誤用工況），如高速通過路面深坑等，在這種情況下駕駛車輛會(huì)受到很大載荷沖擊，車輛可能會(huì)出現(xiàn)輪胎爆胎、輪轂斷裂、擺臂彎曲、車底部與地面發(fā)生剮蹭等影響駕駛車輛及駕駛?cè)藛T安全的情況。
根據(jù)以上描述，整車誤用工況開發(fā)面臨著諸多挑戰(zhàn),誤用工況的多樣性和復(fù)雜性使得測(cè)試工作變得異常繁瑣和困難，且傳統(tǒng)的物理試驗(yàn)場測(cè)試不僅成本高、效率低，而且難以覆蓋所有可能的誤用工況。
為了克服上述挑戰(zhàn)，我司團(tuán)隊(duì)引入了虛擬試驗(yàn)場（VPG）技術(shù)，采用VPG虛擬仿真技術(shù)，模擬實(shí)車在路面上遇到的各種路況（路障、路沿、方坑等）。該技術(shù)不僅能夠精確分析汽車在各種復(fù)雜工況下的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)響應(yīng)，還能有效預(yù)測(cè)潛在的強(qiáng)度風(fēng)險(xiǎn)，技術(shù)團(tuán)隊(duì)對(duì)模型在不同數(shù)字路面上進(jìn)行多輪次、多場景的仿真分析，涵蓋各種可能遇到的道路狀況、不同車速以及駕駛行為等因素。在仿真過程中，密切關(guān)注結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變、屈曲和殘余位移等指標(biāo)的變化，以評(píng)估結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的安全性、可靠性及維修性,給車身及底盤等輕量化帶來合理設(shè)計(jì)邊界，在兼顧整車安全的同時(shí)，更好地為汽車產(chǎn)品輕量化設(shè)計(jì)提供支撐。在開發(fā)過程中，研發(fā)人員可以根據(jù)這些預(yù)測(cè)結(jié)果，針對(duì)性地優(yōu)化車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)車身及底盤等結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、屈曲及螺栓緊固件等，從而避免在實(shí)際使用中出現(xiàn)強(qiáng)度誤用問題,幫助汽車廠商避免潛在的安全隱患，有效縮減企業(yè)的研發(fā)開支，減少試驗(yàn)次數(shù)和優(yōu)化設(shè)計(jì)流程，降低企業(yè)的運(yùn)營成本，同時(shí)加快新車型的研發(fā)速度。
如下為我司整車結(jié)構(gòu)強(qiáng)度路面沖擊誤用技術(shù)規(guī)范。
△ 圖5 整車結(jié)構(gòu)強(qiáng)度路面沖擊誤用開發(fā)規(guī)范
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