汽车工程师面临着一项根本性的挑战：既要制造出更轻便、更高效的汽车，又要制造出更安静、更舒适的汽车，从而提升乘客体验。这些设计目标往往相互矛盾。对于内燃机汽车而言，减轻车身重量对于提高燃油经济性和延长电动汽车的续航里程至关重要。然而，诸如增加隔音材料等提升舒适性和降低噪音的方法通常会增加车辆的质量。这给原始设备制造商（OEM）带来了一项棘手的平衡难题。
物理原型制作的局限性
传统上，汽车设计验证依赖于物理原型。这种方法成本高昂、耗时费力，而且效率往往不高。制造多个原型用于各种评估，包括破坏性碰撞测试和广泛的道路测试，需要大量的投资。将这些原型安全地运送到世界各地的专业机构，又增加了复杂性和成本。
物理测试可以发现问题，但往往难以解释问题的根本原因。例如，如果原型车的车厢噪音水平过高，则需要进行大量的额外测试才能确定声音的确切来源和传播路径。在开发周期后期解决这些问题会导致成本高昂的延误和显著的重量增加，从而影响最初的设计目标。向电动汽车的转型使情况更加复杂。由于没有了内燃机的轰鸣声，其他噪音，例如来自电动机或道路的噪音，对乘客来说会更加明显。
仿真技术在现代车辆设计中的力量
仿真技术提供了一种更有效的途径。通过创建车辆的虚拟孪生模型，工程师可以在设计过程的任何阶段进行全面的性能评估。这种数字化方法无需在早期阶段制作成本高昂的物理原型，从而可以实现快速迭代和优化。
借助仿真技术，设计人员可以以物理测量无法企及的精细程度分析性能和舒适度。例如，可以可视化噪声和振动的完整三维分布，从而精确识别噪声源和传播路径。这使得设计人员能够制定针对性的解决方案，以最小的额外重量解决问题。在设计阶段早期发现的问题更容易修复，成本也更低，从而避免了后期变更导致项目工期延误和预算超支。
基于 3DEXPERIENCE 平台的 SIMULIA 解决方案
达索系统SIMULIA产品组合是汽车制造商应对轻量化设计与卓越驾乘舒适性之间权衡取舍的关键工具。其先进的仿真技术拥有传统物理测试无法实现的功能，使OEM厂商能够在设计初期就评估、预测和优化车辆性能的各个方面。SIMULIA基于3D EXPERIENCE平台，超越了简单的虚拟测试，实现了协作式、数据驱动的工程设计，将产品生命周期中的各个团队和学科连接起来。这种统一的方法不仅加快了决策速度，还能确保针对每一种权衡取舍提供精准的计算洞察。SIMULIA简化了设计流程，减少了对昂贵原型机的依赖，并帮助制造商无需猜测即可实现高效率、低噪音和高舒适性目标。
PowerFLOW、Wave6、Abaqus、Simpack、CST和Manatee等工具使工程团队能够预测车辆在实际工况下的 NVH 性能和乘客舒适性。他们可以分析从风噪和动力系统振动到乘坐舒适性和热舒适性等各种因素。这有助于优化不同设计因素之间的权衡。虚拟孪生甚至可以与驾驶模拟器集成，让工程师在物理原型车制造完成之前就能亲身体验车辆的操控性和声学特性。
通过从一开始就预测客户体验，汽车制造商可以更有信心地进行设计。仿真技术与物理测试相辅相成，确保车辆在进入测试赛道之前就已经高度优化。这加快了开发速度，并有助于交付符合当今消费者高标准的车辆。
如今，领先的汽车团队正通过MODSIM加速创新——MODSIM 是一个在统一平台上协同工作的建模和仿真解决方案。MODSIM 将设计、工程和仿真整合到一个流程中，打破了阻碍进度和推高成本的孤岛。这种方法使工程师能够在真正统一的工作流程中测试概念、验证权衡取舍并优化车辆重量、声学和耐久性等关键因素。通过在3D EXPERIENCE 平台上采用 MODSIM 和 SIMULIA，团队可以更早地做出更明智的选择，并以前所未有的速度和效率交付优化后的车辆。
资料来源：达索官方
