車輛工程中虛擬技術(shù)的應(yīng)用探究

趙航　蘇博巍　黃召明　李參

摘 要：車輛工程行業(yè)的發(fā)展需要有先進(jìn)的技術(shù)支撐，所以為了實(shí)現(xiàn)行業(yè)進(jìn)步，車輛工程領(lǐng)域的技術(shù)研究在不斷的深化。就目前的分析來看，在車輛工程的發(fā)展實(shí)踐中，虛擬技術(shù)起到了非常重要的作用，一方面，其對車輛工程行業(yè)的設(shè)計方法和模式進(jìn)行了改變，另一方面，其影響了汽車制造的具體方式，可以說，虛擬技術(shù)對在車輛工程中的具體利用有非常重要的意義。為了實(shí)現(xiàn)車輛設(shè)計和制造工藝的進(jìn)一步發(fā)展，也為了更好的利用虛擬技術(shù)，文章就車輛工程中虛擬技術(shù)的具體利用做分析和研究，旨在總結(jié)虛擬技術(shù)的利用經(jīng)驗(yàn)，從而為車輛工程的具體發(fā)展提供指導(dǎo)和幫助。

關(guān)鍵詞：車輛工程;虛擬技術(shù);應(yīng)用

在計算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的大環(huán)境下，我國各種一計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的技術(shù)獲得了不斷的發(fā)展，并取得了顯著的成果，這些成果在各個行業(yè)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了行業(yè)改革與進(jìn)步，對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了極大的推動效果。就車輛工程而言，其設(shè)計和制造是汽車生產(chǎn)不可缺少的重要環(huán)節(jié)，但是這兩個環(huán)節(jié)的發(fā)展卻有著較為顯著的困難性，因?yàn)樵谄嚨脑O(shè)計和生產(chǎn)中需要考慮的因素比較多，一旦出現(xiàn)考慮因素不全面的情況，設(shè)計生產(chǎn)會前功盡棄，最終造成極大的資源浪費(fèi)。為了避免這樣的情況產(chǎn)生，車輛工程實(shí)踐進(jìn)行了大量的技術(shù)研究與發(fā)展，最終發(fā)現(xiàn)虛擬技術(shù)的應(yīng)用能夠有效的解決相應(yīng)的問題，所以在車輛工程的設(shè)計和制造中積極的應(yīng)用了虛擬技術(shù)，從應(yīng)用效果來看末期不僅提升了設(shè)計的質(zhì)量，而且提高了設(shè)計和生產(chǎn)的綜合效率。

1 車輛工程虛擬技術(shù)概述

要了解車輛工程虛擬技術(shù)，首先需要明確虛擬技術(shù)的概念。就目前的資料研究來看，在計算機(jī)科學(xué)中，虛擬技術(shù)是一種通過組合或分區(qū)現(xiàn)有的計算機(jī)資源（CPU、內(nèi)存、磁盤空間等），使得這些資源表現(xiàn)為一個或多個操作環(huán)境，從而提供優(yōu)于原有資源配置的訪問方式的技術(shù)。虛擬化就是把物理資源轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬌峡梢怨芾淼馁Y源，以打破物理結(jié)構(gòu)之間的壁壘。車輛工程虛擬技術(shù)具體指的是基于車輛工程的虛擬技術(shù)，其對于車輛工程行業(yè)的設(shè)計、生產(chǎn)等有重要的影響，會引發(fā)車輛工程行業(yè)設(shè)計和生產(chǎn)的變革，也會對整個工程的資源配置和優(yōu)化起到重要的作用。

2 車輛工程應(yīng)用虛擬技術(shù)的關(guān)鍵

車輛工程中利用虛擬技術(shù)能夠改變設(shè)計和生產(chǎn)的具體模式，實(shí)現(xiàn)車輛工程的整體進(jìn)步，但是在虛擬技術(shù)利用的實(shí)踐中需要對五個關(guān)鍵的部分進(jìn)行明確：其一是需要對總體技術(shù)做明確。所謂的總體技術(shù)具體指的是車輛設(shè)計的總體方案，在具體的設(shè)計中，任何部件的設(shè)計改變均要以總體技術(shù)為基礎(chǔ)，所以在虛擬技術(shù)的具體利用中，必須要將總體技術(shù)作為基本的參考，這樣，虛擬技術(shù)的利用會更具實(shí)效性價值。

其二是需要做好方案評價。從實(shí)踐分析來看，方案的可行性評價對于方案的具體實(shí)施有重要的影響，如果實(shí)施評價不高的方案，很可能出現(xiàn)資源浪費(fèi)的情況。同樣，如果虛擬技術(shù)在方案不高的評價中進(jìn)行利用，其實(shí)效作用發(fā)揮不到最佳，所以在虛擬技術(shù)的具體利用中需要對設(shè)計、生產(chǎn)方案做評價，基于高評價利用虛擬技術(shù)，技術(shù)優(yōu)勢和價值發(fā)揮會更加徹底。

其三是做好并行工程的分析。從具體的分析來看，在車輛工程的具體實(shí)踐中，很多工作是需要同時進(jìn)行的，而同時進(jìn)行的工作之間存在著一定的關(guān)聯(lián)性，所以在虛擬技術(shù)的具體利用中需要對并行工程的技術(shù)利用等做分析和參考，這樣，虛擬技術(shù)利用會更加的合理。

其四是優(yōu)化設(shè)計。虛擬技術(shù)的具體利用，最終的目的就是要對設(shè)計以及生產(chǎn)進(jìn)行優(yōu)化，所以在虛擬技術(shù)利用中必須要將優(yōu)化設(shè)計作為最終的目的，這樣，技術(shù)利用的目標(biāo)性、目的性和方向性會更加的強(qiáng)烈，技術(shù)利用實(shí)效會更加顯著。

其五是進(jìn)行技術(shù)仿真和信息協(xié)調(diào)。虛擬技術(shù)的具體利用需要有大量的信息數(shù)據(jù)做支撐，而仿真技術(shù)所獲得的數(shù)據(jù)最虛擬技術(shù)的具體利用來講有重要的價值?；诜抡婕夹g(shù)實(shí)現(xiàn)對信息的協(xié)調(diào)，然后利用協(xié)調(diào)信息做現(xiàn)場虛擬，最終的虛擬效果等會更加的優(yōu)越。

3 虛擬技術(shù)在車輛工程中的應(yīng)用

從目前的具體分析來看，虛擬技術(shù)在車輛工程中有諸多應(yīng)用，而主要的應(yīng)用集中在以下四個方面。

3.1 車輛輪胎的應(yīng)用

虛擬技術(shù)在車齡的輪胎設(shè)計中有重要的應(yīng)用。輪胎是汽車價值實(shí)現(xiàn)的重要部件，其設(shè)計是否科學(xué)直接關(guān)系到汽車的整體性能，尤其是在舒適度和穩(wěn)定性方面，汽車輪胎的影響更加的顯著。就汽車輪胎的具體設(shè)計來看，其需要考慮較多的因素，而且汽車輪胎的設(shè)計和實(shí)際的生產(chǎn)均比較復(fù)雜，對環(huán)境的苛刻性也比較的顯著，所以在汽車的輪胎設(shè)計中，輪胎模型的設(shè)計至關(guān)重要。就模型的具體設(shè)計來看，一方面要考慮輪胎的尺寸，另一方面要考慮輪胎在實(shí)踐中所處的狀態(tài)，因?yàn)樵诓煌膲毫Νh(huán)境下，輪胎的具體狀態(tài)時不同的，所以在實(shí)際設(shè)計中需要對這些因素做綜合性的考慮。

在汽車輪胎的設(shè)計中，虛擬技術(shù)的利用主要體現(xiàn)在運(yùn)行實(shí)現(xiàn)方面。因?yàn)樘摂M技術(shù)可以對路面的狀態(tài)進(jìn)行模擬，這樣，利用虛擬的路面可以對輪胎的運(yùn)行實(shí)際情況踐行測試?；跍y試可以發(fā)現(xiàn)輪胎在不同路面狀況下的具體運(yùn)行效果、輪胎的性能等，測試結(jié)果和具體的設(shè)計目標(biāo)進(jìn)行比對分析可以明確設(shè)計是否有效，如果有效，則采用當(dāng)前的設(shè)計方案，如果無效則給予測試的結(jié)果對輪胎設(shè)計進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。簡言之，虛擬技術(shù)的利用能夠?yàn)檩喬ピO(shè)計的優(yōu)化和調(diào)整提供更具參考性的數(shù)據(jù)信息，這樣可以有效的減少輪胎設(shè)計的實(shí)踐消耗，提升設(shè)計的效率，而且有了更加準(zhǔn)確的參考數(shù)據(jù)，輪胎設(shè)計的質(zhì)量也會有顯著的進(jìn)步。

3.2 車輛系統(tǒng)的可靠性實(shí)驗(yàn)應(yīng)用

車輛工程中虛擬技術(shù)的具體利用還體現(xiàn)在車輛系統(tǒng)的可靠性實(shí)驗(yàn)方面。車輛的可靠性對于車輛的運(yùn)行實(shí)效以及車輛安全有重要的意義，所以在車輛生產(chǎn)前需要對車輛的而可靠性做全面的分析與研究。就虛擬技術(shù)的利用來看，其能夠?qū)Ω鞣N失誤進(jìn)行有效的模擬，從而判斷其實(shí)際效果，這對于行業(yè)發(fā)展來講，能夠有效的縮減成本，提升行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，而且這種模擬分析所用的時間更短，對于具體研究結(jié)果的確定有重要的價值。

從車輛工程的實(shí)踐分析來看，生產(chǎn)需要基于設(shè)計，而如果設(shè)計存在問題，生產(chǎn)便不可能實(shí)現(xiàn)，即使生產(chǎn)，產(chǎn)品的價值也會大打折扣。車輛是人們生活和現(xiàn)階段生產(chǎn)中利用的重要工具，其安全性、可靠性價值巨大，所以在車輛工程中，必須要從設(shè)計和生產(chǎn)兩方面對車輛的可靠性做強(qiáng)調(diào)。在設(shè)計工作完成后，利用虛擬技術(shù)對設(shè)計成果進(jìn)行運(yùn)行模擬，基于模擬可以做車輛的運(yùn)行穩(wěn)定以及可靠性分析，如果模擬運(yùn)行達(dá)到了可靠性要求，那么基于可靠性要求實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)做生產(chǎn)的規(guī)范和強(qiáng)化，汽車生產(chǎn)的質(zhì)量自然能夠愛得到保障。簡言之，在車輛系統(tǒng)的可靠性實(shí)驗(yàn)中，利用虛擬技術(shù)做實(shí)驗(yàn)?zāi)M和分析，不僅能夠更加速度的確定車輛系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且可以降低實(shí)驗(yàn)成本，從而實(shí)現(xiàn)車輛工程整體行業(yè)的成本下降。

3.3 車輛動力學(xué)和穩(wěn)定性應(yīng)用

虛擬技術(shù)在車輛工程中應(yīng)用還體現(xiàn)在車輛動力和穩(wěn)定性方面。就現(xiàn)階段的分析研究來看，對車輛的動力學(xué)和操控穩(wěn)定性做研究的軟件是ADMAS，利用虛擬技術(shù)，此軟件能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時的反應(yīng)，但是在具體的交互性和虛擬場景的創(chuàng)建中還會存在缺陷。在車輛工程的動力學(xué)和穩(wěn)定性應(yīng)用方面，虛擬技術(shù)的主要利用是進(jìn)行實(shí)時的反映，而且其也具有其他方面的優(yōu)勢，比如車輛輪胎在不同狀態(tài)下的受力覆蓋情況分析、輪胎壓痕變化方面的展示等。簡言之，利用虛擬技術(shù)，車輛動力學(xué)和穩(wěn)定性會有顯著性的提升。

3.4 虛擬原型研究

虛擬技術(shù)在車輛工程中的具體應(yīng)用還體現(xiàn)在虛擬原型研究方面。在過去的汽車研發(fā)中，虛擬原型的研究主要是通過模型創(chuàng)建和物理實(shí)現(xiàn)的方式來完成的，具體零件等的生產(chǎn)均是在物理實(shí)驗(yàn)之后才開始的。但是在利用虛擬技術(shù)之后，利用其做虛擬原型的研究，整個研究周期會有顯著性的縮短，零部件的生產(chǎn)也可以在模擬研究分析之后進(jìn)行。換言之，利用虛擬技術(shù)進(jìn)行虛擬原型的研究能夠打破過去的汽車零部件研發(fā)和生產(chǎn)方式，使得汽車零部件等的研發(fā)周期顯著縮短，這于降低汽車生產(chǎn)成本，提升效益來講是有重要價值的。

4 結(jié)束語

綜上所述，車輛工程虛擬技術(shù)對于車輛工程的具體發(fā)展有重要的影響，所以在工程實(shí)踐中需要積極的進(jìn)行具體的技術(shù)應(yīng)用。文章就虛擬技術(shù)在車輛工程中的應(yīng)用作分析，目的是要為具體的實(shí)踐提供指導(dǎo)和參考，從而促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和進(jìn)步。

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