在2025年SIMULIA欧洲中部用户大会上，达索系统SIMULIA专访了宝马公司的诺贝特・施罗德（Norbert Schroeder）。本次访谈围绕其演讲《轻量化滚动轴承座：基于 Simpack、Tosca 与 Abaqus 的仿真研究与优化》展开。
德国汽车制造商宝马公司采用达索系统 SIMULIA 旗下 Abaqus、Simpack 与 Tosca 仿真工具，对含复杂滚动轴承耦合作用的轻量化电驱动系统开展性能仿真分析。
挑战
宝马亟需研发兼顾轻量化、安全性与高效性的新一代电驱动系统，同时借助专业仿真工具，精准复现真实工况下滚动轴承座（用于支撑滚动轴承的关键结构部件）的复杂力学响应特性。
解决方案
宝马工程师依托 Abaqus、Simpack、Tosca 等 SIMULIA 系列仿真技术，完成电驱动系统精细化整机级仿真，实现真实运行载荷条件下滚动轴承动力学性能的高精度建模。
结果
实现复杂电驱动系统可靠的系统级仿真
有效规避异响超标、摩擦损耗、壳体开裂等各类系统失效问题
彻底摒弃早期设计阶段的经验试错与主观预估
为全面迁移至3DEXPERIENCE数字化协作平台奠定坚实技术基础
百余年来，德国汽车制造商宝马始终致力于攻克复杂工程难题，推动汽车行业发展。如今，其工程师正面临迄今为止最大的挑战：面向全面电动化未来，重新定义整车系统架构。
宝马仿真技术专家、2025 年度 SIMULIA冠军大使，Norbert Schroeder，正身处这场行业变革的核心。他在德国班贝格举办的2025年SIMULIA欧洲中部用户大会上表示：“我最初从事内燃机研发工作。过去我们针对传统发动机开展仿真分析，研究对象大多是曲轴这类独立零部件。而电驱动系统截然不同，所有结构高度集成。转子、齿轮箱、壳体及电磁特性，必须作为完整系统进行一体化考量。”
这种高度集成化，要求仿真工作采用全新思路。Norbert表示：“单一零部件的设计细节愈发精密，但需要统筹考量的范畴却大幅拓宽，这正是系统级仿真不可或缺的核心原因。”
Norbert在仿真工具选型上要求严苛，自大学时期便开始使用 SIMULIA 系列产品，最先接触 Abaqus，随后又使用 Simpack。目前，他常态化运用多款最新版本仿真软件：借助 Abaqus 求解非线性与接触力学问题；利用 Simpack 开展动力总成多体动力学分析；通过 Tosca 完成拓扑优化与非参数化优化设计。
单项来看，各类仿真方案均具备极佳的应用效果。但在Norbert看来，多软件协同的综合能力才是其核心优势。他表示：“这套方案拥有完整集成的仿真工作流。选用同一生态体系下的工具组合，能够带来巨大增益，这种协同效应可切实提升研发成效。”
依托全套 SIMULIA 仿真解决方案，Norbert及其团队得以攻克电驱动仿真领域的多项高难度研发课题，轻量化滚动轴承座设计便是典型应用场景。滚动轴承座是结构部件（多为壳体）上用于安装、支撑滚动轴承的关键部位；而滚动轴承依靠滚子结构减小摩擦、承载载荷，是传动系统的核心基础件。
Norbert指出：“传统内燃机中，高刚性的大型轴承座可直接承载各类载荷。但在轻量化电动汽车结构中，必须削减壳体自重，而这会同步降低结构刚度。如今产品设计已逼近性能极限，因此我们需要高精度的滚动轴承精细化建模，以此保障整车运行安全。”
借助仿真工具，宝马工程师能够精准模拟轴承滚子对外圈的受力作用，以及该载荷向齿轮箱端盖的传递规律。Norbert表示：“这类零部件必须在壳体内实现精准支撑。一旦设计出现偏差，系统便会产生异响、摩擦加剧，甚至引发结构失效。”
为确保仿真结果精准可靠，Norbert团队采用顺序耦合仿真流程。他介绍道：“我们通过 Simpack 求解系统级载荷，利用 Abaqus 计算结构力学响应，再依托 Tosca 结合前述载荷条件完成结构优化设计。”
仿真技术不仅助力宝马完成设计验证，更能挖掘出物理试验无法呈现的深度机理与关键规律。Norbert表示：“很多场景下，如果没有仿真分析，我们甚至无法定位问题根源。仿真不只缩短研发周期，更是全新研发方案得以落地的核心前提。”
对于宝马研发团队而言，仿真已成为可信赖的实物试验替代手段。他提到：“我们对仿真结果具备高度信心。在部分工况中，虚拟仿真能够设置比物理试验更为清晰的边界条件。”
伴随汽车行业电动化进程持续深化，行业挑战日益加剧。Norbert坚信，SIMULIA 仿真解决方案将持续助力宝马打造更多创新技术方案。他指出：“多物理场耦合是未来的核心发展方向。该领域研发难度极高，但不可或缺，在动力电池研发中尤为关键。升级迁移至 3DEXPERIENCE 平台是重中之重。目前团队正依托 SIMULIA 工具，将成熟完备的现有研发流程适配至全新平台，从而在后续项目中实现流程高效复用。”
