虛擬迭代的案例
虛擬迭代調(diào)試經(jīng)驗(yàn)
在疲勞耐久過(guò)程中，虛擬迭代技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，該技術(shù)的難點(diǎn)主要集中在如何調(diào)試模型從而保證迭代結(jié)果符合迭代判據(jù)，而造成該結(jié)果的原因主要有兩方面——載荷譜和動(dòng)力學(xué)模型。 載荷譜的分析與處理 載荷譜的采集分析與處理關(guān)系到后續(xù)迭代的好壞，如何辨別載荷譜質(zhì)量的好壞尤以及如何處理并得到高質(zhì)量載荷譜的十分關(guān)鍵。 動(dòng)力學(xué)模型的搭建 虛擬迭代需要建立高質(zhì)量的模型，這里面的動(dòng)力學(xué)參數(shù)要與實(shí)際一致，搭建后的模型要建立一定的校核標(biāo)準(zhǔn)，以便后續(xù)模型的迭代。 虛擬迭代的調(diào)試 一般迭代判定階段總是出現(xiàn)某些偽損傷（或RMS）對(duì)不上，此時(shí)就需要我們對(duì)模型進(jìn)行重新調(diào)試。影響因素主要有：質(zhì)量、慣量、剛度、阻尼參數(shù)。這里說(shuō)起來(lái)容易，但實(shí)際處理起來(lái)相當(dāng)困難，因此我們可以借助MI（Model Improve）模塊對(duì)模型進(jìn)行自動(dòng)調(diào)試。 這里對(duì)MI功能進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹： 第一步：導(dǎo)入模型和輸入輸出 第二步：列出可能對(duì)結(jié)果有影響的參數(shù)，例如我們將質(zhì)量、剛度作為可能的影響參數(shù)。 第三步：診斷參數(shù)的靈敏度 第四步：當(dāng)質(zhì)量、剛度參數(shù)中、質(zhì)量參數(shù)靈敏度較高，我們就只需對(duì)質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行調(diào)試即可，通過(guò)反復(fù)的優(yōu)化最后可以得到較好的結(jié)果。
展開(kāi) 整車(chē)虛擬迭代的一些思考
之前我一直覺(jué)得VPG方式獲得的載荷譜是富有成效的，但是最近的一個(gè)項(xiàng)目與合作方共同處理了4套載荷譜，VPG和虛擬迭代各2套，不同的人通過(guò)VPG產(chǎn)生的載荷也是千差萬(wàn)別，尤其是原地轉(zhuǎn)向，8子轉(zhuǎn)向等工況，方向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)幅度較大，模型需要不停的修正轉(zhuǎn)角，導(dǎo)致載荷譜的波動(dòng)有時(shí)候不受控制，出現(xiàn)很離譜的錯(cuò)誤。 ！虛擬迭代也是一樣，我迭代垂直位移，合作方用的是另一個(gè)方法，迭代DZ FX FY TX，我這邊迭代垂直位移時(shí)候，輪心的Fz總是和實(shí)驗(yàn)采集的有較大差別，我原本是想調(diào)整一下模型的，希望彈簧位移，輪心力和加速度都可以逼近的很好。后來(lái)想到這個(gè)項(xiàng)目載荷譜這么多，也不差我這一個(gè)，又想起來(lái)過(guò)去在修改模型的時(shí)候，F(xiàn)Z的偽損傷可以很好，但是對(duì)于彈簧位移和加速度卻基本沒(méi)有影響，突然覺(jué)得這個(gè)力其實(shí)沒(méi)必要較真。 畢竟多體模型和車(chē)輛的差距還是很大的，為了彈簧位移和加速度，其他的信號(hào)不可避免的要取舍。 由于彈簧位移和加速度的二次積分關(guān)系，如果說(shuō)加速度的胃損傷上不去，但是曲線的跟蹤很好，可以調(diào)整下多體的測(cè)量點(diǎn)，多半是彈簧哦測(cè)點(diǎn)和實(shí)車(chē)不太一樣。 如果信號(hào)突然出現(xiàn)峰值，可以看看是不是緩沖塊碰上了。或者就是毛刺，需要進(jìn)一步迭代，或者數(shù)值處理下。
展開(kāi) 虛擬迭代簡(jiǎn)單介紹
現(xiàn)在載荷分解很多企業(yè)都用虛擬迭代來(lái)處理，認(rèn)為迭代很符合實(shí)際。但是更為先進(jìn)的肯定是VPG了，直接就放棄了路譜采集。 迭代由于受經(jīng)驗(yàn)的影響較大，因此必難以做到統(tǒng)一。一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)femfat調(diào)用adams求解器進(jìn)行計(jì)算。路譜文件中最好要包含輪心的加速度，塔包的加速度，還有一些底盤(pán)的力，這些力大多用應(yīng)變進(jìn)行標(biāo)定過(guò)。 附圖1就是確定求解的輸入和輸出，通過(guò)一系列操作，產(chǎn)生傳遞函數(shù)。圖2。 這里說(shuō)的傳遞函數(shù)，一般就是Z向的強(qiáng)相關(guān)曲線，在頻率域中應(yīng)該比較光滑為好。 最后就是產(chǎn)生初步驅(qū)動(dòng)，設(shè)定迭代步數(shù)，軟件就會(huì)開(kāi)始計(jì)算，并根據(jù)輸出和期望的對(duì)比，不斷調(diào)整。 如果偽損傷在1附近，那肯定是最佳了，時(shí)域上兩個(gè)曲線基本就重合。認(rèn)為迭代效果好。
展開(kāi) Adams商用車(chē)整車(chē)虛擬迭代
車(chē)架迭代簡(jiǎn)要說(shuō)明（以6×4車(chē)型為例）：
輸入選擇6個(gè)軸頭垂向位移
輸出主要選擇6個(gè)車(chē)架垂向位移+6個(gè)軸頭加速度（期望信號(hào)）以及軸頭垂向力、車(chē)架端加速度、減振器受力（監(jiān)測(cè)信號(hào)）等
期望信號(hào)以及監(jiān)測(cè)信號(hào)盡量選擇與激勵(lì)相關(guān)度高的信號(hào)
調(diào)試：
以比利時(shí)路面為主，主要通過(guò)調(diào)試板簧剛度以及阻尼參數(shù)來(lái)得到較好的迭代效果。
以比利時(shí)路面為例，迭代結(jié)果如下圖所示：
比利時(shí)路
虛擬迭代過(guò)程中產(chǎn)生的文件說(shuō)明
adm 調(diào)用的多體模型 res req 計(jì)算的結(jié)果文件 dde rde 驅(qū)動(dòng)通道信息和響應(yīng)通道信息 exp inv 反向傳遞函數(shù) wdr 噪聲信號(hào) xml 迭代流程文件 drv 進(jìn)行迭代的驅(qū)動(dòng)信號(hào) fir 濾波設(shè)置 xlsx 損傷統(tǒng)計(jì)表格
Adams整車(chē)載荷分解
基于六分力，虛擬迭代
3. 虛擬路面
首先我們要了解一點(diǎn)就是為什么要采用六分力，然后再進(jìn)行載荷分解，這是因?yàn)檩喬ケ旧砀叨确蔷€性，且輪胎與路面之間的接觸非常復(fù)雜。為了避開(kāi)此，就直接在軸頭測(cè)試數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行載荷分解。
其次我們要了解一下為什么要采用虛擬迭代，這是因?yàn)槿绻苯釉谡?chē)上面加載六分力，車(chē)會(huì)翻，但實(shí)際上測(cè)試時(shí)候車(chē)不會(huì)翻，這是因?yàn)檎?chē)建模的精度與實(shí)際總是存在一些差異，導(dǎo)致車(chē)會(huì)翻，為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們采用虛擬迭代的方式，將垂向力迭代代成垂向位移，這樣車(chē)就不會(huì)翻了。
最后我們發(fā)現(xiàn)，虛擬路面似乎較為簡(jiǎn)單，但是這里有幾個(gè)難點(diǎn)：輪胎、路面。輪胎一般通過(guò)試驗(yàn)獲取參數(shù)，可以在Adams中擬合得到所需輪胎。路面一般通過(guò)掃描試驗(yàn)場(chǎng)路面，在Adams中擬合得到虛擬路面，當(dāng)然也可以借鑒VPG里面提供的虛擬路面進(jìn)行仿真分析。
來(lái)源：有限元探索
展開(kāi) 固定車(chē)身載荷提取和迭代載荷分解對(duì)比
車(chē)身.png
關(guān)聯(lián).png
函數(shù).png
迭代.png
虛擬迭代是車(chē)身自由載荷提取的前提，該方法通過(guò)不斷反推垂向位移（輪心垂向位移目前無(wú)法直接采集，只能通過(guò)虛擬迭代方法間接推導(dǎo)），直到某次推導(dǎo)的垂向位移能復(fù)現(xiàn)路譜采集中的若干重要信號(hào)為止（表征此次推導(dǎo)的位移與輪心實(shí)際垂向位移誤差已經(jīng)很小）。然后用該垂向位移去替換六分力信號(hào)中的垂向力，其余五分力不變。通過(guò)這種五分力 + 一個(gè)垂向位移的方式激勵(lì)多體動(dòng)力學(xué)模型。該方法用垂向位移代替垂向力，不僅可起到同等的垂向激勵(lì)作用，同時(shí)變相限制了車(chē)身出現(xiàn)過(guò)大位移，所以不必再?gòu)?qiáng)行固定住車(chē)身。該方法更符合車(chē)輛運(yùn)動(dòng)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以仿真結(jié)果更精確。
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10:45-11:15 Motion與Mecano多體動(dòng)力學(xué)與非線性有限元聯(lián)合仿真技術(shù)
11:15-11:45 Motion與AMESIM機(jī)電液一體化聯(lián)合仿真技術(shù)
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13:15:-13:45 Motion與AMESIM實(shí)時(shí)仿真技術(shù)
13:45-14:45 Virtual.Lab Motion TWR載荷虛擬迭代技術(shù)(Part 1)
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16:00-16:30 問(wèn)答環(huán)節(jié)
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展開(kāi) 2017.06.08-上海-Siemens PLM Software車(chē)輛動(dòng)力學(xué)三維仿真技術(shù)研
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展開(kāi) 固定車(chē)身的載荷分解方法
有的公司也采用虛擬迭代的方法分解載荷，通過(guò)femfat調(diào)用adams求解器，但這種方法對(duì)工作經(jīng)驗(yàn)的依賴(lài)很大，不同的人得到不同的結(jié)果，有時(shí)候差距還挺大。
車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)仿真解決方案網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)
會(huì)議亮點(diǎn)：
▲ Virtual.Lab Motion與PDS車(chē)輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)仿真技術(shù)
▲ Virtual.Lab Motion TWR載荷虛擬迭代技術(shù)
▲ Motion與optimus聯(lián)合仿真技術(shù)應(yīng)用于懸置匹配優(yōu)化
Siemens PLM Software LMS Virtual.Lab Motion多體動(dòng)力學(xué)軟件為車(chē)輛動(dòng)力學(xué)的開(kāi)發(fā)問(wèn)題提供了完整的解決方案，基于Virtual.Lab Motion平臺(tái)，能夠方便的建立車(chē)輛懸架、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、動(dòng)力總成、輪胎、路面等模型，并進(jìn)一步建立整車(chē)模型，通過(guò)多體動(dòng)力學(xué)分析和專(zhuān)門(mén)的前后處理工具，能夠方便的開(kāi)展車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能分析與評(píng)價(jià)，并進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。PDS Tool是專(zhuān)為車(chē)輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)定制的建模分析工具，極大地提高了建模分析效率。Virtual.Lab Motion TWR時(shí)域波形復(fù)現(xiàn)技術(shù)是西門(mén)子公司一項(xiàng)獨(dú)有的技術(shù)，它采用混合路面載荷迭代的方法預(yù)測(cè)道路載荷。這一技術(shù)不僅解決了整車(chē)多體模型載荷分解存在的問(wèn)題，而且還能夠?qū)y(cè)定數(shù)據(jù)從已有車(chē)型轉(zhuǎn)換到新車(chē)型上。應(yīng)用Motion與Optimus聯(lián)合仿真技術(shù)，可以方便地建立懸置系統(tǒng)優(yōu)化模型，進(jìn)行懸置優(yōu)化設(shè)計(jì)。
此次網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)題講座中，Siemens PLM Software車(chē)輛動(dòng)力學(xué)仿真工程師將向與會(huì)者詳細(xì)講解基于Virtual.Lab Motion進(jìn)行車(chē)輛懸架和整車(chē)建模的流程，PDS定制的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)建模分析方法， Virtual.Lab Motion TWR載荷譜迭代和載荷預(yù)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，Motion與Optimus聯(lián)合仿真技術(shù)的應(yīng)用，懸置優(yōu)化設(shè)計(jì)流程等內(nèi)容。
您可以點(diǎn)擊下面的鏈接進(jìn)行注冊(cè)，免費(fèi)在線參加本次網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)。注冊(cè)成功后，會(huì)收到確認(rèn)郵件。
展開(kāi) LMS Test.Lab：振動(dòng)噪聲測(cè)試領(lǐng)域的全能王者
（5）環(huán)境與耐久測(cè)試
- 道路載荷數(shù)據(jù)采集：用于車(chē)輛耐久性測(cè)試，結(jié)合虛擬迭代技術(shù)加速臺(tái)架試驗(yàn)。
- 疲勞分析：預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期振動(dòng)下的壽命。
（6）報(bào)告與自動(dòng)化
- 自定義報(bào)告生成：一鍵導(dǎo)出符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試報(bào)告。
- 腳本與API支持：可通過(guò)VB、Python等編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試流程。
2. 技術(shù)優(yōu)勢(shì)
（1）硬件兼容性強(qiáng)
- 支持西門(mén)子SCADAS、第三方數(shù)據(jù)采集設(shè)備，甚至可整合傳統(tǒng)BK（Brüel & Kj?r）硬件。
- 分布式采集方案適用于大型測(cè)試場(chǎng)景（如風(fēng)電場(chǎng)、飛機(jī)全機(jī)測(cè)試）。
（2）軟件集成度高
- 從數(shù)據(jù)采集到后處理無(wú)縫銜接，避免多軟件切換導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失或格式問(wèn)題。
- 與Simcenter 3D（原LMS Virtual.Lab）等仿真工具協(xié)同，實(shí)現(xiàn)“測(cè)試-仿真”閉環(huán)驗(yàn)證。
（3）行業(yè)認(rèn)可度
- 汽車(chē)行業(yè)：被眾多OEM（如寶馬、大眾）用于NVH開(kāi)發(fā)。
- 航空航天：空客、波音等公司用于機(jī)身模態(tài)測(cè)試與噪聲優(yōu)化。
3. 用戶(hù)評(píng)價(jià)與爭(zhēng)議
優(yōu)點(diǎn)
- 精度與可靠性：在高端測(cè)試場(chǎng)景中，數(shù)據(jù)質(zhì)量?jī)?yōu)于部分競(jìng)品（如Head Artemis）。
- 功能全面：覆蓋從基礎(chǔ)振動(dòng)測(cè)試到高級(jí)聲學(xué)分析的完整鏈條。
- 技術(shù)支持：西門(mén)子提供專(zhuān)業(yè)的工程服務(wù)與培訓(xùn)。
缺點(diǎn)
- 價(jià)格昂貴：硬件和軟件授權(quán)成本高，中小企業(yè)可能難以承受。
- 學(xué)習(xí)曲線陡峭：需要專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)才能充分發(fā)揮功能。
- 硬件依賴(lài)：盡管支持第三方設(shè)備，但最優(yōu)性能通常需搭配SCADAS系統(tǒng)。
4.
展開(kāi) 大陸集團(tuán)的指示燈
如前所述，使用SPEO進(jìn)行了近50次虛擬模擬迭代來(lái)解決指針厚度和斜率/坡度問(wèn)題，以及LED-指針?lè)较騿?wèn)題。要建立50個(gè)物理原型的指針將會(huì)耗費(fèi)太多的時(shí)間和金錢(qián)，從而使努力白費(fèi)。此外，模擬產(chǎn)生的數(shù)據(jù)比物理測(cè)試更有價(jià)值。
當(dāng)大陸集團(tuán)制造出物理指針原型時(shí)，其性能與SPEOS的模擬非常吻合，該集團(tuán)設(shè)計(jì)的這種時(shí)尚的模擬車(chē)速表投入生產(chǎn)，讓一些經(jīng)典汽車(chē)愛(ài)好者非常高興。
BridgeStone采購(gòu)VI-grade駕駛模擬器
2025年2月，我們很榮幸的宣布：普利司通（Bridgestone）EMEA已投資 VI-grade 的最先進(jìn)動(dòng)態(tài)駕駛模擬器，以增強(qiáng)他們的虛擬輪胎開(kāi)發(fā)能力！該駕駛模擬器將安裝在意大利羅馬附近的普利司通EMEA研發(fā)中心，助力普利司通提升虛擬輪胎開(kāi)發(fā)（Virtual Tire Development）能力，為輪胎創(chuàng)新開(kāi)辟一條更高效、更具可持續(xù)性的發(fā)展道路。
普利司通此項(xiàng)投資旨在借助先進(jìn)的模擬和人工智能技術(shù)，大幅提升輪胎的虛擬設(shè)計(jì)、測(cè)試及驗(yàn)證水平。通過(guò)將 VI-grade 的高保真模擬器與自身現(xiàn)有的模擬及人工智能技術(shù)深度融合，普利司通得以運(yùn)用全虛擬化流程，模擬復(fù)雜的輪胎與車(chē)輛交互情況。這一創(chuàng)新舉措不僅顯著加快了產(chǎn)品的上市進(jìn)程，減少了物理原型的使用，還能通過(guò)迭代虛擬測(cè)試實(shí)現(xiàn)輪胎與車(chē)輛的同步開(kāi)發(fā)，有力地促進(jìn)了與OEM的合作。此外，新模擬器的投入使用，將助力普利司通朝著可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)大步邁進(jìn)，減少物理測(cè)試次數(shù)，降低材料浪費(fèi)。據(jù)普利司通預(yù)計(jì)，每年可節(jié)省多達(dá) 12,000 條試驗(yàn)輪胎，這將大幅削減二氧化碳排放量和原材料消耗。
普利司通西區(qū) CTO Emilio Tiberio表示：“對(duì)內(nèi)部 Driver-in-the-Loop 仿真能力的投資，是我們構(gòu)建能夠在虛擬世界精準(zhǔn)預(yù)測(cè)輪胎性能的綜合生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程中的關(guān)鍵里程碑。這讓我們得以在完全虛擬的環(huán)境中，對(duì)全新的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與材料組合展開(kāi)試驗(yàn)。”
關(guān)于 VI-grade：
VI-grade是實(shí)時(shí)仿真和專(zhuān)業(yè)駕駛模擬器解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商，可加速整個(gè)車(chē)輛交通行業(yè)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。VI-grade的駕駛模擬器包括從靜態(tài)桌面解決方案到全尺寸駕駛員在環(huán)動(dòng)態(tài)模擬器，使主機(jī)廠、供應(yīng)商、研究中心、賽車(chē)隊(duì)和高校能夠減少物理原型的開(kāi)發(fā)并加速創(chuàng)新。
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