客户背景

沃尔沃汽车以质量和性能优异在北欧享有很高声誉，特别是安全系统方面，沃尔沃汽车公司更有其独到之处。美国公路损失资料研究所曾评比过十种最安全的汽车，沃尔沃荣登榜首，被称为最安全的车。从早期的设计阶段，沃尔沃汽车便对汽车安全性做出严格的分析处理。

挑战

在Volvo 公司，“行驶翻越路牙石”和“侧滑刮蹭路牙石”的强度问题被分为1 级和2 级两类。1 级载荷表示在用户的极端使用情况下，仍然保证车辆一切功能正常，零件没有明显可见的变形。2 级载荷包含了用户在错误使用和安全失效情况下的可接受程度的损坏。结构变形在没有发生分离和破坏的情况下是可以被接受的。对于2 级载荷，一种理想情况是通过预先设定廉价可替换的零件的变形，来达到保护周围零件的目的，这种设计原则叫做链式失效。Volvo 应用多体动力学软件Adams 仿真在“行驶翻越路牙石”和“侧滑刮蹭路牙石”的1 级载荷情况。在Adams 中，需仿真的零件被建立成线性柔性体。这种仿真方法允许柔性体发生线性材料响应，只适用于小塑性变形。而故刚好适用1 级载荷的情况。另一方面，2 级载荷牵涉到柔性体的塑性变形和屈曲，这种情况在目前的Adams中无法仿真得到足够精准的结果。侧滑刮蹭路牙石的载荷情况已经在给定速度和冲击角度的质量块撞击车辆的实际实验中得到了验证。这个实验需要搭建昂贵的实验原型设备，而且只能在产品开发周期后期进行。

解决方案

Adams 运行动力学分析的同时，Marc 则进行准静力分析，这表示不考虑各零件的质量和惯性。在Marc 中进行考虑质量效应的瞬态分析也是有可能的。Adams 引导联合仿真，然后反馈结果到Marc 中。Marc 把从Adams中得到的结果进行插值运算，然后再把得到的结果传递给Adams。Adams 再在下一步中推算。这些结果。整个模拟时间是0.7 秒，数据传递间隔是5e-4 秒，而整个仿真过程在16G RAM 和2.7GHz CPU 的Dell 笔记本电脑上用时40分钟，这是非常合理的。

用户成效

精准仿真2 级载荷的能力将充分提高产品开发的水平。“从产品研发的初级阶段开始，我们就有能力评估在2 级载荷的作用下，不同方案设计的效果。”Wirje 说道：“这种能力能够同时快速简单的考察每个设计方案而不会被束缚手脚，实现了既满足任务要求的同时，又减轻了悬架的质量，满足了车辆的燃油经济性。与此同时，我们可以在一开始就通过进行精确的产品开发来节省消耗在悬架研发上的资金和时间，因此原型验证过程可以大大缩短。当然，在这些项目之后，全部的实验验证都会相继展开。

图：试验与Adams/Marc 模型