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解密汽车结构强度路面冲击误用开发技术
随着汽车智能化进入深水区，汽车铝合金底盘的广泛应用，其底盘失效问题逐渐增多，汽车安全尤其是整车铝合金底盘结构冲击强度安全越来越受到车企关注，如何快速验证整车误用强度性能，满足车辆结构安全性能的同时,平衡轻量化设计,缩短研发周期，控制成本，已经成为全球汽车OEM厂商和零部件生产商高度重视的问题。
针对行业痛点，中汽中心工程院智驾技术开发部智能车辆可靠性开发团队已多年深耕结构强度路面冲击误用开发技术。该项技术采用虚拟试验场（VPG）技术，通过建立整车高精度动力学模型，结合Ftire轮胎模型、高精度误用数字路面，利用高效算法来模拟实车运动过程中受到的动态载荷冲击，精准复现用户工况，确保了汽车车身、底盘等系统在各种误用工况下的安全性与可靠性。如下为整车误用开发流程说明：
△ 图1 VPG误用开发路线
△ 图2 误用工况数字路面定义
△ 图3 VPG误用工况仿真
△ 图4 整车误用强度CAE分析验证
在当前的汽车工程领域，对车辆结构强度的研究至关重要。车辆在道路行驶过程中，由于驾驶人因判断或操作失误而出现车辆受到路面猛烈瞬时冲击的工况（误用工况），如高速通过路面深坑等，在这种情况下驾驶车辆会受到很大载荷冲击，车辆可能会出现轮胎爆胎、轮毂断裂、摆臂弯曲、车底部与地面发生剐蹭等影响驾驶车辆及驾驶人员安全的情况。
根据以上描述，整车误用工况开发面临着诸多挑战,误用工况的多样性和复杂性使得测试工作变得异常繁琐和困难，且传统的物理试验场测试不仅成本高、效率低，而且难以覆盖所有可能的误用工况。
为了克服上述挑战，我司团队引入了虚拟试验场（VPG）技术，采用VPG虚拟仿真技术，模拟实车在路面上遇到的各种路况（路障、路沿、方坑等）。该技术不仅能够精确分析汽车在各种复杂工况下的动态结构响应，还能有效预测潜在的强度风险，技术团队对模型在不同数字路面上进行多轮次、多场景的仿真分析，涵盖各种可能遇到的道路状况、不同车速以及驾驶行为等因素。在仿真过程中，密切关注结构应力应变、屈曲和残余位移等指标的变化，以评估结构强度的安全性、可靠性及维修性,给车身及底盘等轻量化带来合理设计边界，在兼顾整车安全的同时，更好地为汽车产品轻量化设计提供支撑。在开发过程中，研发人员可以根据这些预测结果，针对性地优化车辆结构设计，增强车身及底盘等结构的强度、屈曲及螺栓紧固件等，从而避免在实际使用中出现强度误用问题,帮助汽车厂商避免潜在的安全隐患，有效缩减企业的研发开支，减少试验次数和优化设计流程，降低企业的运营成本，同时加快新车型的研发速度。
如下为我司整车结构强度路面冲击误用技术规范。
△ 图5 整车结构强度路面冲击误用开发规范
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