案例 | 使用Adams-Marc联合仿真模拟车辆的极端负载工况

高级专家视角下的“柱桩碾过”工程挑战解决策略：AdamsMarc联合仿真技术深度解析

引言

在现代汽车设计与测试过程中，全领域仿真集成成为一项至关重要且日益成熟的实践。系统动力学和有限元分析（FEA）作为其中的两种核心工具，分别专注于动态和静态系统行为的数字化模拟。然而，二者之间缺乏有效的集成接口，严重限制了对其组合应用效果的优化利用。为了解决这一问题，MSC公司成功融入了Marc非线性FEA技术与Adams多体动力学（MBD）模拟的联合仿真产品工具链，为工程师提供了一个综合性的多物理场仿真的解决方案。通过这一创新工具链，多体动力学工程师得以提升模型的准确性，并采用实际边界条件进行部件研究；而有限元分析工程师则能够处理非线性问题，减少仿真周期，显著提升执行效率。

极端负载工况下的挑战与解决方案




面对车辆在其生命周期内所面临的多次高冲击载荷，特定载荷工况的模拟变得愈发重要。例如，“柱桩碾过”现象，即车辆底部接触并受到地面障碍物的挤压力，对多个部件设计产生深远影响。传统多体动力学方法的局限在于无法全面捕捉车辆底板的塑性变形过程，而在所有部件的非线性特征和大变形情况下求解整个系统，通过有限元分析完整模拟则可能需要数周时间完成一次仿真。

深入解析：AdamsMarc联合仿真技术

为克服上述挑战，市面出现了一种混合模型策略，通过将多体动力学与非线性有限元分析工具相结合，实现了两者的互补优势。通过这一策略，工程师能够在保持灵活性、准确度和仿真速度的同时，达到最优资源配置。

混合模型的优势：非线性有限元分析软件能专门处理如塑性变形、非线性材料和大变形等柔性部件的复杂问题；多体动力学分析则擅长精确建模系统与运动机构、高效基于实际边界条件提供给非线性部件。这种结合不仅加快了仿真过程，也确保了在整个系统内的精确度。

模型整合机制：模型之间的交互点负责数据的传递与交换，要求集成组件严格配合——Adams模型中的MARKER和GFORCE与Marc模型中的NODEs及界面NODEs (具有六个自由度)无缝对接，确保数据流通的高效与准确性。

物理测试与联合仿真对比：采用联合仿真方法进行的“柱桩碾过”测试与物理测试结果进行对比，展现AdamsMarc联合仿真的出色性能。特别在Y坐标给出错误值的首次仿真结果与后续调整后更加精确的仿真输出之间，它揭示了识别和解决问题的关键，以及针对个别因素如螺钉的正确几何建模对仿真结果的影响。

结论与行业视角

MSC公司的AdamsMarc联合仿真技术成功地为汽车原始设备制造商（OEM）和用户解决了长时间的仿真与设计挑战，实现了一日内的测试结果与仿真结果的良好关联，验证了该技术在预测极端工况动态载荷方面准确性和效率的双重优势。深圳市优飞迪科技有限公司作为专注于产品开发平台解决方案与物联网技术开发的大中型企业，凭借其在数字孪生和工业软件特别是在仿真技术上的丰富积累和自主知识产权，以及与国际和国内主要头部工业软件厂商的战略合作，为客户提供全方位、端到端的服务体系，成为推动汽车行业先进技术研发与应用的强大力量。