车辆工程中虚拟技术的应用价值探讨

高岩

【摘要】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，所以就需要对其更新设计和制造的方式。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。

【关键词】车辆工程；虚拟技术；应用价值

一、虚拟技术

虚拟技术是利用计算机技术作为平台，并在使用中借用传感器技术和各种科学技术的新型技术。对于虚拟技术来说，它主要是依托计算机技术作为支撑后台，让人们能更加形象地听到和看到，就像真的一样。但是虚拟技术还有技术没有突破，存在了实际应用的缺陷。虚拟技术研究工作人员在进一步攻克难关，为顾客提供一个更加真实的体验环境，另外顾客还可以利用计算机技术与图片进行交流讨论，得到一个真实精确的体验。近年来，虚拟技术在汽车工程中的广泛使用，不仅使汽车的研究开发节省了成本，还使汽车的研究技术得到了精确。虚拟技术的应用形象具体，更有益于人民的理解，又可以多次应用。

二、车辆工程虚拟样机技术的关键技术

（一）车辆工程虚拟样机的总体技术

虚拟样机的设计主要由初步方案设计、概念设计、详细设计、仿真设计和结构优化设计这五大部分组成。要想车辆工程设计的顺利进行，各个部分必须加强协调合作，一切从全局出发，保证系统各部分都能正常运行。这五个部分相辅相成，所以在车辆工程设计过程中，各部门需要认识到资源共享与信息交换的重要性，并考虑到具体的工作环境，大体确定具体的虚拟样机开发周期。

（二）虚拟环境下的车辆方案设计评价

要想顺利开展车辆工程的虚拟样机工作，虚拟环境下材料方案设计的工作质量必须要得到保证。相关人员需要在计算机提供的虚拟现实环境下，对已有的虚拟模型提出批判性的建议和意见，还可以模仿车辆零件的裝配过程，对其进行虚拟测试。然后，相关人员再根据虚拟试验后的相关数据对多种设计方案进行成本核算和整体评估，从而选定最科学、最合理的车辆工程设计方案。

（三）虚拟样机工程的并行工程

虚拟样机工程的一大特色就是支持并行设计，车辆工程中将产品设计与制造等多个环节交叉进行，大大提高了车辆工程设计的工作效率。在各环节交叉进行的过程中，各部门也要加强彼此间的合作与交流，从而对已有车辆设计方案提出更具建设性的发展建议，提高车辆质量。虚拟样机工程中的并行设计节省了汽车产品的设计成本，缩短了设计周期，大大提高了相关企业的经济效益。

（四）虚拟样机工程的优化设计

虚拟样机工程的目的是通过模拟测试，确保车辆工程的质量，而优化设计则是保证汽车产品性能的有效途径。在优化设计中，相关人员必须熟悉车辆工程的方案计划，了解具体的工程实际，并根据当前现状，选取相应的设计变量，列出目标函数和约束条件，通过给具体的数学模型求解使虚拟样机工程程序化。

（五）虚拟样机工程的集成仿真与数据协调

在整个虚拟样机工程中，集成仿真是技术要求最高的一个工作阶段。系统集成需要考虑各个子系统之间的联系，通过协调各个子系统之间的数据，根据观察到的数据变化改变实体模型，从而实现不同模块之间的数据通信。

三、虚拟技术在车辆工程中的应用

（一）车辆轮胎的应用

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。

（二）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。

（三）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，但是在交互性和虚拟场景的创建上还存在一定的缺陷。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面的优势。

四、结语

我国汽车企业目前应用于车辆工程中的虚拟样机技术是以多体系统运动学与动力学建模理论及其实现技术为核心，并结合多种技术对汽车产品运行工作进行仿真模拟的数字化设计方法。虚拟样机技术在传统的设计思想基础上，结合多种新技术的优点，对原有技术特点进行创新，使其更好地服务于车辆工程设计工作。

参考文献

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