汽车试验学第9章 汽车虚拟试验技术
车辆数字化设计技术之汽车虚拟实验
S20143070767 机械设计及理论 导师：方宪法、王德成
目录
1.虚拟实验 2.虚拟实验的意义 3.虚拟实验室 4.虚拟实验在汽车行业的应用
1虚拟实验
虚拟实验是指借助于多媒体、仿真和虚拟现实 （又称VR）等技术在计算机上营造可辅助、部分替 代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件 操作环境，实验者可以像在真实的环境中一样完成 各种实验项目，所取得的实验效果等价于甚至优于 在真实环境中所取得的效果。
虚拟实验建立在一个虚拟的实验环境(平台仿 真)之上，而注重的是实验操作的交互性和实验结 果的仿真性。
虚拟实验又称为电子实验或动态体验，虚拟实 验的效果就在于能与现实结合，通过实验来确定我 们生活中是不是能完成现在的实验现象。
2虚拟实验的意义
虚拟实验的实现将有效缓解很多高校在经费、 场地、器材等方面普遍面临的困难和压力，而且开 展网上虚拟实验教学能够突破传统实验对“时、空” 的限制，无论是学生还是教师，都可以自由、无顾 虑地随时随地上网进入虚拟实验室，操作仪器，进 行各种实验，有助于提高实验教学质量。
虚拟实验室也是一种能在现实中体会到的实 验，实验的体现使人们对太空有了更深刻的了解。
汽车动态模拟国家重点实验室
4.虚拟实验在汽车行业的应用
（1）虚拟现实 （2）在产品加工以前通过虚拟实验了解汽车性能 （3）汽车故障虚拟诊断 （4）汽车碰撞试验的模拟分析
（1）虚拟现实 汽车虚拟实验场
通用汽车驾驶模拟实验室加快
（2）在产品加工以前通过虚拟实验了解汽 车性能
通过虚拟实验,可以在汽车实际产品加工以 前了解汽车性能。
（3）汽车故障虚拟诊断 景格汽车故障诊断虚拟实训系统
景格汽车故障诊断虚拟实训系统
虚拟试验技术及其在车辆工程中的应用
虚拟试验技术及其在车辆工程中的应用作者：刘晓宇来源：《青年生活》2019年第04期摘要：当今时代，计算机技术已经取得了巨大的发展，并且已经广泛运用到实践当中，各行各业里，都能看到计算机的身影。
在汽车行业中，车辆工程设计与制作是非常重要的关键环节，如今，随着计算机行业的普及，车辆工程设计与制作也开始运用，尤其是虚拟试验技术，使得车辆工程有了新的突破与发展。
本文基于现实基础，分析了虚拟试验技术的优势，以及虚拟试验技术在车辆工程中的应用。
关键词：虚拟试验;车辆工程;应用引言：计算机行业的迅速发展给世界带来了新变化，各行各业在计算机的帮助下有了飞跃式的发展，而虚拟试验技术，就是计算机技术的一种衍生物。
虚拟试验技术对于产品的开发有着重要意义，使得研究技术有了重大的发展，汽车行业作为一个极其注重用户体验与安全性的行业，已经开始广泛使用虚拟试验技术。
一、虚拟试验技术的优势虚拟试验技术是在计算机技术的基础上出现的，在20世纪末开始流行起来，虚拟试验技术可以通过高科技技术，自然真实的给用户进行感知体验，还可以处理大量的计算数据，得出结论。
（一）虚拟试验技术节省汽车研发成本在传统的车辆工程中，如果要进行试验，就必须进行室内的道路模拟，进行外场试验，还有耐久性试验、可靠性试验等一系列试验，在每次试验中，都要投入大量的财力物力人力，损坏部分汽车和硬件设施，增加了汽车研发的成本。
使用虚拟试验技术，只需根据不同的试验内容建立不同的试验模型，之后再根据试验模型建立虚拟环境，可以多次使用，在一定程度上，节省了汽车的研发成本。
（二）虚拟试验技术使得汽车研究更加精确计算机拥有强大的数据分析能力，在汽车试验的过程中，往往语言进行多次反复的试验进行分析，如果只用人工处理这些庞大的数据，很可能会出现误差，如果使用虚拟试验技术，就会大大减少误差，使得汽车研究更加精确。
（三）虚拟试验技术自主性强，灵活度高虚拟试验技术可以根据不同的试验对象，建立相对的试验模型，再根据模型建立虚拟环境，也就是说，是被试验的对象决定了虚拟试验技术的环境，被试验的对象拥有高度的自主性。
中职教育-《汽车试验技术》课件：第九章 虚拟仿真与实车结合试验简介.ppt
１. 物理模型 物理模型就是建立与实物具有相同的物理本质、仅在 形状和尺寸上存在一定差别的物理系统，通过各种试验手 段，准确测试物理系统的性能和各种参数之间的关系，从 而得到系统模型及各种性能。 ２. 数学模型 数学模型是在物理系统与数学描述方程之间建立一组 法则，将一个或多个元素与运动结果联系起来。 (１)解析法 (２)数值法或定值法
第一节
虚拟仿真技术的发展
汽车工业是仿真技术得到应用的重要领域，针对汽 车的各项性能，在运动、应力、碰撞、耐久性、NVH、 热学、控制、液压、声学等诸多学科领域均有软件产品。 在汽车设计开发的初期，针对机构设计、整车虚拟样机 分析的CAE产品多为多体系统动力学软件。从广义的汽 车CAE角度来看，多体系统动力学软件在汽车领域可以 完成三项任务：
第九章 虚 拟 仿 真 与实车结合试验简介
第一节 第二节
虚拟仿真技术的发展 车辆系统动力学仿真
由于控制技术和计算机技术的高速发展，使得汽车 的部分试验能够在计算机上进行模拟测试和仿真分析， 即能开展虚拟试验技术。通过虚拟试验，研发人员可以 对车辆设计所需要的各项技术指标和参数进行模拟测试， 对汽车的各项性能进行仿真分析，在计算机模拟试验和 实车道路试验之间建立一定的相互关系，为实车道路试 验提供经济、有效的参考数据和方案。目前，许多发达 国家都在积极开展这方面的研究。
(１)对体现原始设计思想的系统进行性能预测； (２)对已有的系统进行仿真分析、性能评估； (３)对原有的设计进行结构改进与性能完善。
目前，应用于车辆虚拟样机开发的软件有MSC、 ADAMS、DADS、SIMPACK、Virtual Lab、VPG 等，这些 软件在汽车的机构干涉、悬架设计分析、操纵稳定性虚 拟试验、平顺性和舒适性分析、关键部件疲统动力学仿真
新能源车开发过程虚拟试验方案
新能源车开发过程虚拟试验方案一、背景随着环保意识的日益增强和能源问题的日益突出，新能源汽车逐渐成为了人们关注的焦点。
而在新能源汽车的研发过程中，虚拟试验技术已经成为了必不可少的一部分。
虚拟试验可以在真实试验之前对汽车进行模拟分析，从而提高研发效率、降低成本和风险。
二、目标本方案旨在通过虚拟试验技术，提高新能源汽车的开发效率和质量，并降低研发成本。
三、方案内容1.建立虚拟试验平台首先需要建立一个完整的虚拟试验平台。
该平台应包含以下模块：（1）建模模块：将汽车进行三维建模，并将其导入到虚拟环境中。
（2）仿真模块：对汽车进行各种仿真分析，包括碰撞测试、动力学分析、流体力学分析等。
（3）数据处理模块：对仿真结果进行处理和分析，提取有用信息。
（4）优化设计模块：根据数据处理结果对汽车进行优化设计。
2. 确定试验方案在建立好虚拟试验平台后，需要根据实际情况确定试验方案。
试验方案应包括以下内容：（1）仿真类型：根据实际需求确定需要进行的仿真类型，如碰撞测试、动力学分析、流体力学分析等。
（2）仿真参数：确定各种仿真参数，如速度、质量、材料等。
（3）试验结果评估标准：制定评估标准，对试验结果进行评估和分析。
3. 进行虚拟试验在确定好试验方案后，就可以进行虚拟试验了。
在虚拟试验过程中需要注意以下几点：（1）保证模型的精度和可靠性：模型精度和可靠性是虚拟试验的基础。
（2）合理设置仿真参数：根据实际情况合理设置各种仿真参数，确保仿真结果的可靠性。
（3）数据处理和分析：对仿真结果进行数据处理和分析，提取有用信息，并根据评估标准对结果进行评估和分析。
4. 优化设计在完成虚拟试验后，根据数据处理和分析的结果对汽车进行优化设计。
优化设计应包括以下几个方面：（1）结构优化：通过改变汽车结构，提高其性能和安全性。
（2）材料优化：选择更优质的材料，提高汽车的质量和性能。
（3）动力系统优化：优化动力系统，提高汽车的动力性和燃油效率。
5. 验证试验在完成虚拟试验和优化设计后，需要进行验证试验。
自动驾驶汽车虚拟仿真测试技术
自动驾驶汽车虚拟仿真测试技术自动驾驶汽车的发展正日益引起人们的关注，以及对于其安全及可靠性的担忧。
虚拟仿真测试技术作为一种新的测试方法，为自动驾驶汽车的研发和验证提供了更加安全、高效和经济的选择。
本文将介绍自动驾驶汽车虚拟仿真测试技术的原理、优势以及应用领域。
一、技术原理自动驾驶汽车虚拟仿真测试技术主要基于计算机模拟和仿真技术，通过建立车辆、环境和交通系统等模型，模拟真实道路条件下的行车情况。
其主要原理包括：1. 车辆动力学仿真：通过模拟车辆的运动学和力学特性，包括加速、转向和制动等，以及车辆与环境的相互作用，测试自动驾驶汽车在不同场景下的动态行为。
2. 环境建模与仿真：通过建立道路、建筑物、交通标识、交通信号灯等模型，模拟不同路况和环境条件下的行驶情况，包括城市、高速公路、乡村等不同场景。
3. 交通系统仿真：通过模拟其他车辆、行人和障碍物等交通参与者的行为，实现自动驾驶汽车与周围交通系统的交互作用，测试其感知和决策能力。
4. 传感器模拟：通过模拟自动驾驶汽车所使用的传感器，如雷达、摄像头和激光雷达等，生成虚拟的感知数据，以评估传感器的性能和算法的准确度。
二、优势与应用自动驾驶汽车虚拟仿真测试技术相比于传统的实地测试方法，具有以下优势：1. 安全性：虚拟仿真测试可以在计算机中进行，不需要真实路况和实际车辆，避免了潜在的危险和风险。
同时，通过模拟各种危险情况和异常场景，可以有效测试自动驾驶汽车的应对能力，提高其安全性。
2. 高效性：虚拟仿真测试可以随时随地进行，不受时间和地点的限制。
通过灵活的参数设置，可以加速测试过程，提高开发和验证的效率。
3. 经济性：虚拟仿真测试不需要大量的实地测试，节省了成本和资源。
同时，通过模拟各种情况和场景，可以提前识别和解决问题，降低了开发和运营的风险。
自动驾驶汽车虚拟仿真测试技术已经在自动驾驶汽车研发和验证中得到广泛应用。
其主要应用领域包括：1. 算法开发与优化：通过虚拟仿真测试，可以对自动驾驶汽车的感知、决策和控制算法进行优化和验证，提高其性能和稳定性。
汽车试验学
汽车试验学《汽车试验学》是参考国家最新的试验标准和试验方法，较为全面和系统地介绍了汽车试验原理、方法及相关技术，同时详细介绍了汽车试验设备和仪器的基本组成原理、试验方法和使用维护等内容。
《汽车试验学》可作为高等院校车辆工程、交通工程及相关专业的教材，也可供有关研究人员、工程技术人员和管理人员参考。
第一章绪论第一节汽车试验的发展概况第二节汽车试验的分类与特点第三节汽车试验的计划与组织第四节汽车试验标准第五节汽车试验学课程的主要内容第二章汽车试验基础理论第一节试验测试系统组成与特性第二节测量不确定度与误差理论基础第三章汽车整车技术参数测试第一节外观检测第二节汽车主要结构参数测定第三节质量与质心参数的测定第四节通过性参数的测试第五节车轮滚动半径测定第六节稳定性参数的测试第四章汽车主?总成与零部件试验第一节发动机功率测试第二节转向系技术状态参数测试第三节传动系试验第四节车速表检测试验第五节前照灯检测试验第五章汽车动力性能试验第一节滑行试验及滑行阻力系数测定第二节车?试验第三节加速性能试验第四节爬坡试验第五节牵引性能试验第六节试验仪器与设备第六章汽车燃料经济性试验第一节乘用车燃料经济性试验第二节商用车燃料经济性试验第三节燃料消耗量试验仪器与设备第七章汽车制动性能试验第一节汽车制动性能的道路试验第二节汽车制动性能试验仪器与设备第三节汽车制动性能的台架试验第八章汽车操纵稳定性试验第一节汽车操纵稳定性评价和试验内容第二节汽车操纵稳定性道路试验第三节试验仪器?设备第九章汽车平顺性试验第一节汽车悬挂系统的特性参数测定第二节道路行驶试验第三节道路模拟台架试验第十章汽车试验场第一节概述第二节道路试验设施第十一章汽车排放污染物测试第一节汽车排放污染物及其测试方法第二节汽油车排放污染物的测试第三节柴油车排放污染物的测试第十二章汽车噪声测试第一节概述第二节汽车噪声的测试设备第三节汽车噪声测试第十三章汽车静态试验数据处理第一节试验结果的图形表达第二节回归分析处理试验数据第十四章汽车动态试验数据处理第一节动态试验数据分类第二节数据分析处理的步骤第三节数据的时域分析及应用第四节数据的频域分析及应用参考文献。
面向汽车工业的虚拟实验技术研究
面向汽车工业的虚拟实验技术研究随着科技的不断进步，虚拟实验技术已经成为了汽车工业中不可或缺的一部分。
而这项技术的不断完善，也为汽车制造商带来了更多的便利和效益。
在这篇文章中，我们将会对面向汽车工业的虚拟实验技术进行深入的探讨，包括其所涉及的领域、主要应用、未来发展趋势以及所带来的优势和挑战。
一、面向汽车工业的虚拟实验技术概述虚拟实验技术是一种基于计算机仿真和虚拟现实技术的实验方法，其通过建立数学模型，运用计算机程序进行数据分析和处理，最终模拟出实际情况下的物理和化学反应等，并在虚拟世界中进行观察和控制。
面向汽车工业的虚拟实验技术则是将该技术应用于汽车制造及相关领域，以实现真实环境下的功能测试、安全性验证、性能评估、设计改进等工作。
二、面向汽车工业的虚拟实验技术涉及领域面向汽车工业的虚拟实验技术涉及的领域广泛，主要包括：1. 汽车结构设计领域：通过虚拟实验技术，可以对汽车的结构设计、材料选择、连续性分析等方面进行评估。
并在设计过程中，逐步完善设计方案，提高汽车的安全性、强度和刚度。
2. 汽车性能测试领域：汽车性能测试涉及到各个方面，包括但不限于动力、油耗、制动、悬挂等性能指标的测试。
通过虚拟实验，可以更加精准地进行各项参数测量和测试，还可通过动画效果更加直观地展现实验结果。
3. 汽车安全测试领域：汽车安全测试一直是汽车制造商所关注的重点之一，而虚拟实验技术在安全测试方面的应用也成为了一大亮点。
通过虚拟实验，可以更加真实地模拟汽车在不同情况下的碰撞、刹车和侧翻等情形，进而检测撞击效果和安全设备的性能。
三、面向汽车工业的虚拟实验技术的主要应用面向汽车工业的虚拟实验技术在汽车制造全过程中的应用十分广泛。
其中，主要应用如下：1. 汽车设计与开发：在汽车设计阶段，虚拟实验技术可以帮助车型设计师进行各种渲染、仿真和测试，包括外观、车身强度、行驶性能等。
2. 汽车制造：在汽车制造阶段，虚拟实验技术能够辅助生产线工人进行汽车组装、零部件安装，提高生产效率并减少出错率。
汽车碰撞安全性能的虚拟试验技术
车 碰撞 安 全法 规 、欧 洲 的 Ｅ Ｅ和 Ｅ Ｃ汽 车碰 撞 安 Ｃ Ｅ
全法规 以及 日 本保安基准汽车碰撞法规 Ｔ ＩＳ等。 ＲＡ 我国也颁布了 Ｇ Ｂ和 Ｃ Ｖ Ｒ等一系列强制汽车碰 Ｍ Ｄ 撞 安全 标准 ， 及到 的部 件有 安全 带 、 涉 座椅 、 头枕 、 转 向系统 、 车门锁等 ， 整车碰撞试验有正面、 侧面 、 追尾 和偏置碰撞等。 早期的被动安全性研究主要采取反复试验的方 法 ，汽车结构耐撞性和乘员保护系统的性能检测 主
尺寸和车辆类型等基本信息 ， 然后根据零部件 的外 形尺寸建立汽车的几何实体模型。然后需要根据碰 撞试验项 目 将几何模型网格化 。对整个碰撞变形模
的规 律性认 识 。虚拟 试验 可在 虚拟 环境 中完成 多种
每年汽车交通事故中人员伤亡数都远远超过局部战 争人员死伤的总和， 过去着重提高的动力性 、 操纵稳
定性和制动性等主动安全性能 已经不能满足要求 ， 汽车碰撞安全等被动安全性能指标越来越受到人们
的重视 。
试验 ，甚至可 以完成在真实环境 中无法进行 的项 目， 并取得接近于真实试验的数据结果 。 将 虚拟 试验 技 术用 于 汽车安 全 性 检测 ， 产 品 在 设计 阶段就可以进行碰撞形式 的分析 ， 以便研究汽 车内各个关键部件 的应力变形情况 ， 从而缩短开发 周期 、 降低研制费用 ； 对设计完成 的整车可以进行 安全性能模拟试验 ，分析 比较各项安全性能指标 ， 在 得 到精 确数 据 的 同时 ， 大减 少 了样 车试 验 的 次 大
和多媒体技术于一体的综合系统技术——虚拟现 实技术。 虚拟现实技术是利用计算机创建一种虚拟 环境 ， 人可以通过视觉 、 听觉 和触觉 等和虚拟环境
汽车制造行业中的虚拟试验技术使用指南
汽车制造行业中的虚拟试验技术使用指南在汽车制造行业中，虚拟试验技术已经成为了不可或缺的一部分。
随着科技的发展和应用，在传统的汽车制造和测试过程中，虚拟试验技术的应用已经取得了显著的成效。
本文将为您介绍汽车制造行业中虚拟试验技术的使用指南，以帮助您更加高效地应用这项技术。
首先，让我们了解虚拟试验技术的基本概念。
虚拟试验技术是指利用计算机仿真模拟的方式，重现汽车在实际使用过程中的各种工况、环境和载荷，从而准确地预测汽车的性能和可靠性。
通过虚拟试验技术，汽车制造企业可以大大降低试验成本和时间，并且在产品研发过程中提高准确性和可靠性。
在应用虚拟试验技术时，首先需要进行数值建模。
数值建模是将实际汽车结构、零部件和系统转化为数学方程，从而形成一个模型。
这个模型可以准确地描述汽车在各种载荷和条件下的受力和变形情况。
通过数值建模，汽车制造企业可以在计算机上对整个汽车或者其特定部件进行仿真试验，从而评估其性能和可靠性。
其次，虚拟试验技术还需要进行计算机仿真。
计算机仿真是对数值建模后的模型进行求解和分析，以模拟车辆在不同工况和环境下的行为。
通过虚拟仿真，汽车制造企业可以预测汽车在实际使用过程中的性能、安全性和舒适性，从而对设计进行优化。
同时，在进行虚拟试验时，还可以通过改变不同参数、条件和材料来探索不同设计方案的优劣，降低试验成本和时间。
虚拟试验技术还可以应用于车辆碰撞仿真。
通过数值建模和计算机仿真，汽车制造企业可以模拟车辆在碰撞事故中的受力和变形情况，从而评估车辆的安全性能。
虚拟碰撞试验不仅可以减少实际试验的成本和时间，还可以提供更多的数据和信息，以指导设计改进和安全性能的优化。
另外，虚拟试验技术还可以应用于车辆动力学仿真。
通过数值建模和计算机仿真，汽车制造企业可以模拟车辆在不同路况和驾驶条件下的运动行为，从而评估车辆的稳定性和操控性能。
虚拟动力学试验可以帮助企业优化车辆的悬挂系统、操控系统和动力系统，提高整车的性能和驾驶舒适性。
《汽车试验设计与数据处理》课程教学大纲
《汽车试验设计与数据处理》课程教学大纲Automobile Experimental Design and Data Processing学分：1.5 总学时：24 理论学时：24 实验/实践学时：0一、课程性质与任务《汽车试验设计与数据处理》课程是车辆工程专业的一门专业选修课，本课程共24学时，1.5学分，考查课。
《汽车试验设计与数据处理》系统介绍了汽车试验的目的与意义、产生和起源、形成和发展、实施途径等，其内容有汽车试验基础，汽车试验设备与设施，整车技术参数的测量，汽车环境保护特性测量，汽车基本性能试验，汽车可靠性试验，汽车碰撞试验，汽车总成与零部件试验及汽车虚拟试验技术。
广泛吸收国内外先进技术成果，重点反映当前汽车试验科学的发展动态，特别注重汽车试验学理论的正确应用，突出汽车试验学的实施方法，有利于培养学生理论联系实际的学习及分析问题和解决问题的能力。
二、课程的基本要求学习本课程后，应达到下列基本要求：1. 了解汽车试验的目的与意义、产生和起源、形成和发展、实施途径等，了解当前汽车试验科学的发展动态；2. 掌握汽车可靠性试验，汽车碰撞试验，汽车总成与零部件试验及汽车虚拟试验技术。
三、先修课程先修课程：汽车构造、汽车理论。
四、主要参考教材[1] 郭应时.《汽车试验学》.北京:人民交通出版社,2005.五、课程内容（一）汽车试验基础主要内容：概述；汽车试验标准；汽车试验管理与实施；试验报告。
重点：汽车试验管理与实施、试验报告。
难点：汽车试验标准。
教学要求：了解概述；汽车试验标准，掌握汽车试验管理与实施、试验报告。
（二）汽车试验设备与设施主要内容：典型试验设备；典型试验设施；汽车试验场。
重点：典型试验设备。
难点：典型试验设施、汽车试验场。
教学要求：了解典型试验设施、汽车试验场，掌握典型试验设备。
（三）整车技术参数的检测主要内容：汽车几何参数测量；质量参数测量。
重点：质量参数测量。
难点：汽车几何参数测量。
汽车虚拟仿真
汽车虚拟仿真汽车虚拟仿真是一种基于计算机技术的模拟方法，用于模拟汽车的设计、制造和性能等方面。
通过将现实世界中的汽车数字化成虚拟模型，可以进行各种测试和分析，以评估汽车在不同条件下的表现。
这种虚拟仿真技术在汽车工业中扮演着越来越重要的角色，可以帮助汽车制造商提高产品的质量、降低成本并缩短开发周期。
虚拟仿真技术的应用汽车虚拟仿真技术主要应用于以下几个方面：1. 设计优化通过虚拟仿真技术，工程师可以对汽车的设计进行优化。
他们可以在计算机上创建不同的汽车模型，然后模拟汽车在不同路况和环境下的运行情况。
通过这种方式，工程师可以及早发现设计中的问题并进行修正，从而提高汽车的性能和安全性。
2. 性能测试使用虚拟仿真技术，工程师可以对汽车的各项性能进行测试。
他们可以模拟汽车在高速公路、市区以及极端天气条件下的行驶情况，以评估汽车的操控性、燃油效率、加速性能等指标。
这种测试可以帮助工程师优化汽车的性能并满足客户的需求。
3. 碰撞模拟虚拟仿真技术还广泛应用于汽车碰撞模拟领域。
工程师可以在计算机上模拟汽车在碰撞事故中的表现，评估汽车在不同碰撞情况下的安全性能。
这种模拟可以帮助汽车制造商设计更安全的汽车结构，减少碰撞事故对驾驶员和乘客造成的伤害。
虚拟仿真技术的优势相比传统的实验和测试方法，汽车虚拟仿真技术具有以下几点优势：•成本效益：虚拟仿真技术可以降低实验和测试的成本，节约时间和资源。
•快速迭代：工程师可以快速修改汽车模型并进行仿真，以实现快速迭代和优化。
•准确性：虚拟仿真技术可以模拟真实世界中的各种条件和情况，提供准确的数据和分析结果。
•安全性：通过虚拟仿真技术，可以预测汽车在不同情况下的表现，提高汽车的安全性。
结语汽车虚拟仿真技术为汽车制造商提供了一种全新的设计、测试和评估方法。
它不仅可以帮助汽车制造商提高产品的质量和性能，还可以减少开发成本和缩短开发时间。
随着计算机技术的不断进步，汽车虚拟仿真技术将在未来发挥更加重要的作用，推动汽车工业向更高水平发展。
车辆工程中虚拟试验技术的应用
质量产生重要影响 。轮胎的生产是非 常复杂 的 ， 车辆 研究工程 随着我 国科学经济 的发展 ， 计算 机技术越来 越成熟 。虚拟 对轮胎的研究还没有完善 ， 这无 疑是加 大了 困难 。在 对汽车轮 试验技术是属于计算 机技术 的一种 ， 在 开发之 前 ， 我 国的研究 胎的研究 中最大的技术 困难 就是对 轮胎 的参 数测量 和建 模研 人员在开发是遇到 了许多困难。 由于我 国的发展情况 ， 对虚拟 究 ， 在现有 的技术 中 ， 无 法做 到有 效精 确 的建 模 。研究 人 员建
试验技术的认识并不是 很清 晰 ， 没 有一个 明确 的概念 ， 这 为研 立 的轮胎模 型 ， 主要是 描述 轮胎 的性 能 ， 极 少 涉及轮 胎 的设 计 究带来 了困难。为了虚 拟技术 的研究开发 ， 我 国研究人 员重新 参数 。为 了改进轮胎 的缺陷 ， 研究工作 人员应用 了虚拟试 验技 定义 了一个新 的概 念。将虚拟技术解 释为 ： 利用计算机技 术作 术 ， 利用虚拟技术分析 轮胎运 行原 理 ， 这使 得轮胎 技术 得 到 了 为平台 ， 并在使用中借用传感器技术和各种科 学并行技术 的新 重大进步 。虚拟技术可 以模拟虚 拟环境 ， 测量轮胎 在不 同环境 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 下的运行数据 。通过虚拟技术 ， 模仿 真实环境 的汽车运行 。可 撑后台 ， 让人们能更 加形 象的 听到和看 到 ， 就 像真 的一样 。但 以测 出轮胎在汽车在不 同环境下 的实际参数 。 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 在 １ ９ ９ ９年 ， 德 国学者召开 了地 面机械动力 大会 ， 德 国研究 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 人员就形象的进行 了一 次虚拟 试验 。德 国研 究工 作人员 进行 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 了一次实验 ： 利用一 辆悬 挂 的卡车 ， 是卡 车在 不 同的路 面上行 流讨论 ， 得到一个真 实精确 的体验 。在 研究过 程 中， 工作 人员 驶 来测量轮胎和地面的摩擦参数 。在 这个试验 中 ， 德 国研 究人 主要遇到 了两个难题 ： 第一， 不同 的研 究对 象有不 同 的信 息 内 员 使用 了 Ｆ Ｅ Ｍ 的虚 拟模 型试验 ， 试 验 可 以利 用数 学模 型 表现 容， 所以要根据不 同的信息 内容建 立相 应的试 验模 型 ， 再 根据 出来 。德 国研究 人员通 过这 次试验 得到 了全世 界科 学研 究者 相应 的试验模型建立相应的虚拟环境 。比如说 ， 在建立 一个汽 的关 注。我 国研究人 员在德国的实验 中受 到 了启发 ， 在我 国研 车稳定性能的虚拟试验 中 ， 要根据顾客提 供的信息数据建 立与 究学者 的轮胎虚 拟试 验 中 ， 我 国研究 人 员也 借 鉴 了德 国 的经 之相应的虚拟环境 ， 工作人员在通过计算 机技术得 出虚 拟环境 验 ， 建立数学模型 ， 利 用数 学参 数来表 示轮 胎在 不 同路 况 下的 的原型 ， 尽可能使 模型与 顾客 的期待相 一致 。近年来 ， 虚 拟技 动力参数 。同时我 国的研究人 员借鉴经验 的同时 ， 也加入 了 自 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 己的研究新成果 ， 结合 我 国的实 际情况 ， 研究 出适 合 中 国的虚 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 拟技术轮胎模型 。 体， 更有益于人 民的理解 ， 又 可以多 次应用 。所 以虚 拟技术 是 ３ ． ２车辆 系统可靠性、 耐 久性 的虚拟试验 车辆工程研究 的重点技术 。 随着我 国研 究人员 的深入研究 ， 虚拟 技术 得到 了不断 的发 ２虚拟试验技术 的主要特征 展 。对于虚拟技术 来说 ， 它 应用广 泛 ， 经济 实惠 。虚拟 技术 可 ２ ． １交 互 性 及 自主性 ． 以对一切事物进行模型试验 ， 尤 其是那些 经济成本 较高又花 时 虚 拟试验技 术 的试 验和传统试 验有着 一个较 为显著 的区 间 的事物 ， 利用 虚拟 技术 可 以节 省经 济成本 ， 不 浪费 时 间。在 利用 了数 学的非 线性有 限模 型 ， 这可 以真 正做 到 别， 那就是虚拟试 验技术 的模式 是动 态 的， 具有 较好 的交互性 虚拟环境 中， 及 自主性 。虚拟试验 为多媒 体技术 与计算 机仿 真技术 的有 机 真实测量 ， 真 实试 验。非线性有 限模 型分析 了车辆在 不同路况 组合 ， 对实验者具有 高度 的 自主性 。 的疲劳数据 。在这个轮胎疲劳试验 中 ， 要进 行分析 三个 试验数 ２ ． ２开放 性 据信息 ， 三个数 据是 路况 数据 、 车辆 数量 数据 、 行 驶 的疲 劳数
汽车虚拟实验技术的评价方法
汽车虚拟实验技术的评价方法
汽车虚拟实验技术是一种基于计算机的模拟技术，可以模拟汽车的各种性能参数，包括动力性、经济性、舒适性、操控性等。
评价汽车虚拟实验技术的方法有很多种，下面列举几种常用的方法：
1.实验验证法：通过实际实验验证虚拟实验结果的准确性和可信度，从而评价虚拟实验技术的优劣。
2.专家评估法：邀请汽车领域的专家对虚拟实验技术进行评估，根据专家的意见和经验来评价技术的优劣。
3.统计分析法：通过统计分析虚拟实验数据，分析实验结果的可靠性和准确性，从而评价虚拟实验技术的优劣。
4.用户反馈法：通过收集用户的反馈意见，了解虚拟实验技术的使用效果和用户满意度，从而评价技术的优劣。
5.与其他虚拟实验技术的比较法：将汽车虚拟实验技术与其他虚拟实验技术进行比较，比较它们的优缺点，从而评价汽车虚拟实验技术的优劣。
需要注意的是，不同的评价方法可能有不同的侧重点和评价标准，因此在实际应用中需要综合考虑多种评价方法的结果，以全面客观地评价汽车虚拟实验技术的优劣。
汽车虚拟实验系统应用研究
汽车虚拟实验系统应用研究摘要汽车研究中，虚拟试验是重要的辅助手段，文章根据现阶段虚拟实验在汽车研究中的应用情况出发，分析虚拟实验系统的应用优势，找出虚拟实验系统的应用特点，从而不仅节约了应用成本，更提高了应用效率。
关键词虚拟实验；计算机；采集；信号1现阶段的汽车虚拟实验应用现状我们可以直观的看到汽车硬件的相互关系，了解各个部件的关系和作用。
但是，电子控制部件间相互关系却不是我们可以直接了解和掌握的，就算我们可以通过电路图来分析其工作管理，但其信号关系和逻辑知识却不是我们仅凭图纸就可以完全理解的。
没有相关仪器和设备，我们不可能解决所遇见的电路问题，只有借助仪器才能看到电路参数，才能呈现出电路中的信号关系，才可以解决电路难题。
虚拟实验应用可以很好的解决以上问题，它不仅可以融合理论知识，更可以实现应用实践。
让虚拟实验代替真实实验，不仅可以感受真实操作的兴奋感，也节约了应用成本，更提高了应用效率，正是一举多得。
2 虚拟实验系统的组成及其安全功能我们了解一下虚拟实验系统的工作原理，它是借助计算机软件来实现虚拟操作的。
这个系统是由计算机，连接器，采集器组成，软件是其连接的桥梁，计算机根据软件来判断干扰信号，进而实现操作。
这样不仅节省了应用成本，而且维修起来也很方便。
计算机系统是需要提高其可靠性的，这就需要计算机系统有其自身的判断和辨别能力。
软件滤波和中断处理都能很好的提高计算机的安全性。
在面对干扰信号，软件滤波可以对其进行采样分析，并把它进行转换，最后得出结论。
其常用的滤泡分析法有以下几种：低通法、程序判断法等。
中断处理也是软件必须具备的功能，它可以在断电的情况下自我备份并保存信息。
从而提高系统的安全和稳定性。
例如：计算机被强行断电时，软件的中断处理功能可以记录当时临时信息，保存信息数据，当从新通电后，系统软件可以从新恢复备份数据，让软件自动工作，完成需处理的问题。
3 维护虚拟实验系统安全的方法1）保持计算机及相关设备的散热，控制好室内温度，做好通风处理，避免机器设备暴晒，必要时安装空调等设备；2）定期除尘，做好防尘。
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二、整车系统NVH 分析 • （二）NVH分析 • 应用VPG技术，可在时域分析的基础上进行汽 车的振动、噪声和舒适性分析评价，获得模态/ 频率，噪声和声学响应分析的解决方案。 • 故整个分析过程的内容包括NVH分析模型的建 模方法、分析结果的FFT变换、关键频率的确定、 对应振型的显示方法、原设计的改进方法、改 进效果的评估等内容。
为结果和信息指定一个输出 （OUTPUT）文件
获取疲劳分析结果
二、整车系统NVH 分析
• NVH是指Noise（噪声）、Vibration（振动）和 Harshness（声振粗糙度），由于三者在车辆等机械中是 同时出现且密不可分。声振粗糙度是指噪声和振动的品 质，是描述人体对振动和噪声的主观感觉，不能直接用 客观测量方法来度量。由于声振粗糙度描述的是振动和 噪声使人不舒适的感觉，因此有人称Harshness为不平顺 性。又因为声振粗糙度经常用来描述冲击激励产生的使 人极不舒适的瞬态响应，因此也有人称Harshness为冲击 特性 • （一）汽车NVH特性研究的建模和评价方法 • 研究汽车的NVH特性首先必须利用CAE技术建立汽车动 力学模型，目前有多体系统动力学方法、有限元方法和 边界元方法等几种比较成熟的理论和方法。
第一节 汽车虚拟试验场
• VPG是ETA公司与各大汽车厂商合作，开发出的 整车仿真软件（如图），是专门针对整车分析而 开发的CAE仿真环境，可以进行整车的防撞性、 安全性、NVH和耐久性、等分析。VPG提供的模 型库、工具库及固化专家经验的自动化技术可将 整车仿真过程中的人员数量及其工作量降到最低。
汽车试验学
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东北林业大学交通学院
主讲教师：
第九章
汽车虚拟试验技术
• 第一节 • 第二节
汽车虚拟试验场 汽车虚拟试验
第九章
汽车虚拟试验技术
• 第一节 汽车虚拟试验场
• 一、VPG技术简介 • 二、VPG组成
第一节 汽车虚拟试验场
• 采用CAE分析可在尚未做出样车之前模拟部件甚 至整车的性能，避免了反复进行“设计—试制— 测试—改进—再试制”的过程，缩短了开发周期， 提高了设计质量，降低了开发成本。 • 一、VPG技术简介 • 1995年ETA（Engineering Technology Associates, Inc.）公司提出VPG（Virtual Proving Ground，汽 车虚拟试验场）技术，构制统一平台，简化建模 过程，引入虚拟试验场，从而只需建立一个整车 模型（过程简单），能在汽车真实试验条件（真 实路面载荷）下，进行整车非线性虚拟样机仿真， 达到动态参数设计的目的。
四、汽车运动学及动力学仿真试验
• 根据汽车碰撞安全性的要求，试验方法可以分 为实车碰撞试验、滑车模拟碰撞试验和台架试 验三类。其中实车碰撞试验和真实汽车碰撞事 故情形最为接近，其试验结果说服力最强，是 综合评价汽车碰撞安全性能的最基本方法。其 他两类试验都是以实车碰撞的结果为基础，模 拟碰撞环境的零 VPG除了为用户提供大量的标准模型,还模块化了 软件集成环境。它将整个软件分成VPG/Pre2Post 模块、VPG/Structure 模块以及VPG/Safety模块。 VPG有强大的建模能力，标准模型数据库化。
第一节 汽车虚拟试验场
• 对整车非线性分析，VPG轮胎模型是特别关键的。 VPG 数据库有特别丰富的轮胎模型描述，以适应车身 疲劳和寿命分析、振动噪声的NVH 研究、动力学分 析的需要。用于车身疲劳和寿命分析的轮胎模型可以 通过内部函数构造轮胎模型、从轮胎库中直接选取和 直接输入试验模型数据。
三、虚拟碰撞试验
• 根据汽车碰撞安全性的要求，试验方法可以分 为实车碰撞试验、滑车模拟碰撞试验和台架试 验三类。其中实车碰撞试验和真实汽车碰撞事 故情形最为接近，其试验结果说服力最强，是 综合评价汽车碰撞安全性能的最基本方法。其 他两类试验都是以实车碰撞的结果为基础，模 拟碰撞环境的零部件试验。
三、虚拟碰撞试验
四、汽车运动学及动力学仿真试验
• ADAMS-软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力 库，创建完全参数化的机械系统几何模型．其求解器采用 多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法，建立系统 动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力 学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。 ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范 围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。 • ADMAS/CAR是专门用于汽车建模的仿真环境。在 ADAMS的产品线里，它属于面向专门行业和基于模板的 建模和分析工具，另外两个类似的产品是ADAMS/Rail和 ADAMS/Aircraft，分别是用于铁道车辆和飞机的建模仿真 工具。 • 在ADAMS/CAR里模型由3级组成：模板（Template）、子 系统（Subsystem）和总成（Assembly）。
一、整车系统疲劳寿命分析
打开一个新的或空的 VPG数 据库
从VPG主菜单（Main Menu ）中选择疲劳（FATIGUE）
• VPG分析疲 劳耐久性 的步骤见 图
为应力源、单位和材料选择参数
选择包括应力数据的 D3PLOT， ELOUT或Punch 文档
选择计算中将包括的部件和元件
选择材质并将其运用到部件上
第一节 汽车虚拟试验场
• 研究碰撞试验的假人模型： • VPG内置FTSS假人、LSTC假人和VPG假人。从VPG 中调整假人的坐姿非常方便，而且可考虑到人体的实 际情况，对各种关节的转动角度进行了内部限制，无 需用户干预，就可以避免发生不实际的转动角度。
第二节
汽车虚拟试验
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一、整车系统疲劳寿命分析 二、整车系统NVH 分析 三、虚拟碰撞试验 四、汽车运动学及动力学仿真试验
第一节 汽车虚拟试验场
• 二、VPG组成 • VPG采用美国MGA 汽车试验场路面数据库：交替摆动路 面（Alternate Roll）、槽形路（Pothole Tracks）、鹅卵石 路（Cobblestone Tracks）、 大扭曲路（Body Twist Lane）、 波纹路（Ripple Tracks）、 搓板路 （Washboards）、比利 时石块（Belgian Block） 等道路模型，见图9-2。用户也 可使用并保存自定义的路面或者利用已有的数据构造特定 的路面模型。