汽车车辆虚拟设计与制造技术应用实例
虚拟制造技术的应用
虚拟制造技术
6. 计算机辅助工艺设计 CAPP系统能够完成工艺过程设计、工艺文件管理、信息集成等工艺设计,是一个将产品 数据转化成面向制造的指令性数据的重要环节,起到承上(产品设计)启下(加工制造与管理)、连 接CAD与CAM 的作用。CAPP系统的设计方法很多,典型的有基于专家系统的工具型CAPP系 统、基于产品数据管理(Product Data Management,PDM)的集成化CAPP系统及基于AI的智能 化CAPP系统等。这些CAPP系统已经在航天、汽车、电子等行业得到广泛应用。但由于 CAPP针对的是典型的跨学科的复杂问题,而工艺设计是一门经验性与技巧性很强的学科,因此 CAPP很难实用化和通用化。
1. 虚拟建模 虚拟建模是虚拟制造系统的核心,主要内容是根据产品的设计尺寸,建立三维几何模型, 它是虚拟制造的基础工作,并为其他设计、分析提供产品的数据源。虚拟建模可以通过 CAD软件实现,常用的CAD 软件包括UG、SolidEdge动力学分析 运动学分析的目的是通过考察各零部件的相对运动状态,检验机构是否发生干涉并考察 和评价系统的速度和加速度特征。动力学分析的目的是考察发射装置在发射导弹过程中,机构 的运动参数和受力情况等能否满足设计要求。 将运动部件在CAD系统中进行简化后导入动力学分析(MMS)软件中,根据零件材料对实 体模型赋予密度、惯性力矩等参数,并根据发射装置的机构运动原理对模型施加约束、载荷、 接触等作用。最后通过对虚拟样机的仿真得出导弹的分离参数、发射装置主要承力件的受力 值、发射装置机构运动时序等重要参数,可以用来生成柔性体有限元分析的外部载荷。常用的 MMS 软件有MSC.ADAMS、DADS、SIMPACK 等。
先进制造技术
虚拟制造技术
1.1 虚拟制造技术的应用情况
虚拟现实技术在汽车设计和智能驾驶模拟中的应用创新
虚拟现实技术在汽车设计和智能驾驶模拟中的应用创新虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）近年来在各个领域得到广泛应用，其中汽车设计和智能驾驶模拟领域也不例外。
虚拟现实技术通过将用户置身于虚拟环境中，以模拟真实世界的感觉和场景，为汽车设计与智能驾驶开拓了新的创新应用。
一、汽车设计中的虚拟现实技术应用虚拟现实技术在汽车设计中的应用，为设计师带来了更高效、低成本的设计方式。
通过使用虚拟现实技术，设计师可以在计算机生成的虚拟环境中实时查看和修改汽车外观设计、车身比例、内饰布局等。
此外，虚拟现实技术还可以模拟不同光照条件、路面和行驶环境，从而帮助设计师更好地评估设计在不同情景下的实际效果。
在传统的汽车设计流程中，原型车制作通常需要耗费大量时间和成本。
而虚拟现实技术的应用，使汽车设计师能够在虚拟环境中进行体验感知、功能验证和外观评估，大大减少了实际原型车制作的次数和成本。
二、智能驾驶模拟中的虚拟现实技术应用虚拟现实技术在智能驾驶模拟中的应用，为自动驾驶技术的研发和测试提供了有效的解决方案。
利用虚拟现实技术，开发团队可以创建各种真实场景的虚拟驾驶环境，用以测试和评估自动驾驶系统的性能和安全性。
在虚拟驾驶模拟系统中，通过VR头戴设备和控制器，驾驶员可以体验到真实的驾驶感受，同时还能模拟各种极端情况，如恶劣天气、交通堵塞及紧急刹车等。
这样的模拟系统能够有效地帮助车企和科研机构调试和改进自动驾驶系统，提高其安全性和可靠性，降低真实道路测试带来的风险。
三、虚拟现实技术在汽车设计与智能驾驶模拟中的创新应用虚拟现实技术的快速发展推动了汽车设计与智能驾驶模拟的创新应用。
以VR技术为基础，结合人工智能、大数据分析等先进技术，不断推进汽车设计和智能驾驶的发展。
一方面，在汽车设计中，虚拟现实技术的创新应用正在拓展到更多领域。
例如，通过结合人体工程学、生物力学等学科，可以精确模拟人体在驾驶过程中的各种动作和姿势，为汽车座椅设计和人机交互提供更高的准确度和舒适性。
虚拟现实技术在汽车设计和制造中的应用
虚拟现实技术在汽车设计和制造中的应用随着虚拟现实技术的发展，汽车设计和制造领域也开始应用这一技术来提升制造过程的效率，并为消费者提供更好的购车体验。
虚拟现实技术在汽车设计和制造中的应用不断推进，它已经不再是一种单纯的娱乐方式，而成为了一种可行的工具来提高汽车产品的质量和生产效率。
汽车设计和制造中最重要的部分是原型开发和生产前的测试。
一旦汽车零件被生产，产品的成本将显着增加，如果存在任何制造和装配上的缺陷，那么将来的生产成本和维修成本将会急剧增加。
虚拟现实技术允许汽车工程师通过创建虚拟原型和迭代来减少开发周期和成本，而不需要在物理原型上浪费时间和金钱。
通过模拟汽车装配的过程，虚拟现实技术可以为工程师提供一种新的强大的方式来找出内部设计缺陷和汽车部件之间的交互问题。
这样的虚拟原型开发过程不仅可以节省成本和时间，同时也可以让工程师们更好的掌握汽车部件之间的情况，从而有助于改进和优化设计。
此外，虚拟现实技术还可以帮助工程师进行设计沟通。
设计师可以使用虚拟现实技术来共享汽车模型，并提供更有深度的散客体验，从而让工程师们更好的沟通、合作和创建更精确的汽车零件设计。
汽车设计中，虚拟现实技术还可以被用来模拟车身外形、轮毂尺寸、内装座位等方面，从而完成整车的设计。
虚拟现实技术在汽车制造过程中同样发挥极大作用。
与传统的3D模型相比，虚拟现实技术模型可以帮助制造商更好的掌握汽车零件的装配顺序，减少机器的损坏和过度负荷，降低生产成本，增强生产效率。
由于制造商可以在生产开始之前模拟生产线并建立虚拟生产线，因此工人不需要亲自去实验车间生产模型，节约了时间和资金，更重要的是，工人也能够更加安全地学习和练习汽车装配过程。
虚拟现实技术在汽车制造中的应用给予生产商和消费者极佳体验。
通过使用虚拟现实技术，消费者可以更好的了解汽车产品的细节和沟通他们的期望，同时制造商可以更好地理解不同消费者群体对汽车的需求，从而为消费者提供个性化生产的服务。
虚拟现实技术在汽车设计中的应用方法
虚拟现实技术在汽车设计中的应用方法虚拟现实（Virtual Reality，VR）是一种通过计算机生成的多感官交互式环境，使用户能够在虚拟世界中进行交互和体验。
近年来，虚拟现实技术的应用范围不断扩大，汽车设计领域也开始探索并应用这一技术。
本文将探讨虚拟现实技术在汽车设计中的应用方法，并阐述其带来的益处。
首先，虚拟现实技术可以帮助汽车设计师在产品设计阶段进行虚拟样机的创建和测试。
传统上，汽车制造商需要建立实体样机进行测试和修改，这既耗时又昂贵。
而通过虚拟现实技术，设计师可以使用计算机软件创建仿真汽车模型，并通过虚拟现实设备如头戴式显示器或3D眼镜与模型进行互动。
这样一来，设计师可以在虚拟环境中对车身外观、内饰设计、操控界面等方面进行测试和修改，无需制造实体样机。
通过虚拟样机，设计师可以更快速地进行设计迭代，提高设计效率。
其次，虚拟现实技术还可以提供沉浸式的审美感受和用户体验。
在传统的汽车设计过程中，设计师通常只能通过平面图纸或渲染图来感受和展示设计效果。
然而，这种表现形式往往无法真实地呈现汽车的外观、内饰和功能特点。
而通过虚拟现实技术，用户可以通过虚拟现实设备进入车内虚拟环境，感受车辆的比例、外观细节和触感等。
设计师可以在虚拟现实环境中调整车身线条、材质质感等，使用户能够直观地感受到设计带来的美感和舒适度。
这种沉浸式的用户体验有助于提高用户对设计方案的认同感和满意度。
此外，虚拟现实技术还可以辅助决策过程，帮助汽车设计师更好地与其他团队成员进行协作。
在汽车设计中，不同部门和不同专业的团队成员通常需要进行有效的沟通和合作，以确保设计方案的实施和协调。
通过虚拟现实技术，设计师可以将虚拟样机转化为可供团队成员共同体验和修改的虚拟环境。
设计师和工程师可以在虚拟环境中共同探讨和修改设计方案，并实时查看和评估修改效果。
这种沟通和协作方式可以加快设计决策的速度，减少误解和错误，提高汽车设计的整体效果和质量。
最后，虚拟现实技术还可以帮助汽车制造商提供个性化定制服务。
虚拟现实技术在汽车工业中的应用
从各个角度观察考虑汽车 ，解剖汽车任何他想要观 察的部位 ， 行为测量 ， 在汽车 中漫游 ， 放大或缩小图 像 的大 小 。 运用相应 的软 件 ， 可以在虚 拟现 实 中驾 他
驶汽 车 ， 检查 这个过程 中产 生的噪 音和声 响 。 另外他
可 以直 接在虚 拟环境 中驾驶 虚拟车 或者一 个驾 驶模
６
技术 纵横
轻 型 汽车技 术
２ １ （ Ｏ） ２ ４ ０ ０ １ 总 ５
计师任意重新安排对其进行操作 ， 并实际体会其合
理 Ｉ 方便性 、 生、 舒适 和美 观。 一旦 发现不妥 之处 ， 即 当 可作 修改并感 觉效果 ， 这样 即省 时又省 力 ， 图 ８所 如
示。
过程 ， 它使 用 虚拟工 具 、 虚拟 机 械手 和虚 拟雇员 ， 利 用数 据库 中已经存 在 的 Ｃ Ｄ信息模 拟 一 种虚 拟 的 Ａ 生产线 ， 使各 生产过 程 中的不 同问题 呈现 出来 。 日产 曾用 虚 拟 化 软件 “ 线 ”， 拟 从 仪表 板 试 模 上拆 除气囊 组 件 ， 时 发 现挡 风 玻 璃 碍事 ， 这 总装 线 上 的工人 得窝 着脖 子干 活 ， 由于预先 发现 了这 一 问 题 ， 到 了及 时解决 ， 并得 避免 了正式 生产时 的麻烦 。 通用 、 福特 和克 莱斯 勒基 于对 虚拟 制 造技术 的 应用 ，其 研 发 的工作 周 期从 ４— ０个 月缩 短 至 ｌ ８６ ８ 个 月 ，大 约 下 降 了 ４ — ０ ，成 本 也 相 应 下 降 了 ０ ６％
虚拟 设计 和智能控 制奠 定 了基 础 。室 内道路模 拟试 验 主要 借助 于 电液伺 服 道路 模拟 试 验 台 ， 仅可 以 不
来检查他们如何利用汽车内部甚至最后一毫米 的空 间 。坐在 虚拟 车 中 ，人们 可以测试 驾驶舱 的最 佳布 置 ， 能否在 各种 光照条件 下很方 便地 阅读 。 人们 发动
汽车虚拟仿真技术在设计与制造中的应用研究
汽车虚拟仿真技术在设计与制造中的应用研究随着科技的不断进步，汽车行业也在不断的创新发展。
在汽车制造中，虚拟仿真技术逐渐成为了一个不可或缺的工具。
虚拟仿真技术通过使用计算机模型和模拟器来模拟和分析整个车辆系统，在车辆的设计和制造过程中起到了关键的作用。
虚拟仿真技术的应用汽车虚拟仿真技术的应用非常广泛，它可以在汽车的整个设计和制造过程中使用。
在汽车设计中，虚拟仿真技术可以帮助工程师更好地理解和优化设计，从而提高产品质量和降低成本。
在汽车制造中，虚拟仿真技术可以帮助企业预测产品质量和生产成本，同时可以优化生产线和工厂的布局，提高生产效率。
在汽车设计中，虚拟仿真技术可以帮助工程师通过计算机模拟来预测车辆的性能表现，如加速度、制动距离、悬挂系统等。
这些数据可以帮助工程师做出更好的设计决策，并提高车辆的燃油效率、安全性和可靠性。
在汽车制造中，虚拟仿真技术可以用来预测产品在不同生产线上的质量和生产成本。
虚拟仿真技术可以通过计算机模拟来模拟整个生产过程，包括原材料到生产线的物流运输、生产线上的组装和检测流程等。
这些数据可以帮助企业做出更好的生产决策，降低生产成本并提高生产效率。
虚拟仿真技术的优势汽车虚拟仿真技术的应用具有非常大的优势。
首先，虚拟仿真技术可以通过计算机模拟来分析和优化整个车辆系统，从而满足客户的要求和提高产品质量。
其次，虚拟仿真技术可以通过预测产品的质量和成本来降低生产成本，提高生产效率和质量。
最后，虚拟仿真技术可以帮助工程师更好地理解和优化设计，提高设计效率和质量。
虚拟仿真技术的挑战虚拟仿真技术的应用也存在一些挑战。
首先，在仿真模型的建立和修改方面需要投入大量的时间和人力，造成了一定的成本和时间延误。
其次，在模型的精度和准确性方面还存在一定的问题，影响了仿真的结果和预测的准确性。
最后，虚拟仿真技术的应用和传统的实验和测试技术结合还需要更多的探索和改进。
结论随着科技的不断发展，虚拟仿真技术在汽车设计和制造中的应用也越来越广泛。
电脑虚拟现实技术在汽车设计与展示中的创新应用
电脑虚拟现实技术在汽车设计与展示中的创新应用近年来，电脑虚拟现实（VR）技术在各个领域展现出了巨大的潜力与创新。
在汽车设计与展示方面，电脑虚拟现实技术的应用正逐渐改变着传统的汽车设计流程，为汽车制造商和消费者带来了全新的体验。
本文将探讨电脑虚拟现实技术在汽车设计与展示中的创新应用，并分析其对汽车行业的影响。
一、虚拟现实技术在汽车设计中的应用在传统的汽车设计过程中，制作实物模型常常需要耗费大量的时间和资源，而且可能带来不准确的结果。
然而，借助电脑虚拟现实技术，设计师可以通过虚拟模型进行多次修改和测试，从而节约了时间和成本。
通过虚拟现实技术，设计师可以实时查看并修改汽车的外观和内饰，轻松地调整设计尺寸和比例，加快了设计迭代的速度。
另外，虚拟现实技术还可以模拟不同环境下的汽车行驶场景，如城市道路、高速公路等，帮助设计师评估汽车在不同条件下的表现。
设计师可以通过虚拟现实技术观察汽车的操控性、舒适性和安全性等方面的表现，并进行改进和优化，提升汽车的整体性能。
二、虚拟现实技术在汽车展示中的应用传统的汽车展示通常需要实物车辆和展示场地，限制了展示的灵活性和效果。
而借助电脑虚拟现实技术，汽车制造商可以创建逼真的虚拟展示场景，将消费者带入真实的汽车驾驶体验。
通过虚拟现实技术，消费者可以全方位地欣赏汽车的外观和内饰，感受汽车的细节和质感。
同时，虚拟现实技术还可以提供详细的汽车信息和功能介绍，比如车辆性能、安全配置等，帮助消费者更好地了解和选择。
此外，虚拟现实技术还可以为消费者提供个性化的汽车配置体验。
消费者可以根据自己的需求和喜好，通过虚拟现实技术自由选择汽车的颜色、轮毂、内饰材质等，实时预览出最终效果，提高了购车的参与感和满足感。
三、虚拟现实技术对汽车行业的影响虚拟现实技术的应用不仅提升了汽车设计和展示的效率，也对整个汽车行业产生了深远的影响。
首先，虚拟现实技术使汽车设计更加智能化和精确化。
通过将汽车设计与虚拟现实相结合，设计师可以更加准确地表达和实现自己的设计理念，提高了创新和定制化的能力。
虚拟现实技术在汽车设计中的应用
虚拟现实技术在汽车设计中的应用虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）是通过计算机生成的三维虚拟环境来模拟真实环境，使用户可以在虚拟环境中进行交互和体验。
目前，随着科技发展的日新月异，VR技术已经应用到了各个领域。
其中，汽车设计是VR技术的主要应用领域之一。
在汽车设计中，VR技术可以协助汽车设计师实施新车设计的全过程，包括概念设计、造型设计、结构设计和动力系统设计等。
本文将从以下几个方面探讨虚拟现实技术在汽车设计中的应用。
汽车设计师在进行新车概念设计时，需要考虑的因素很多，包括外观造型、动力系统、尺寸大小等等。
利用VR技术，汽车设计师可以实现对新车概念的快速呈现，通过虚拟现实技术，汽车设计师可以用三维虚拟现实环境还原真实场景，快速展示出新车的概念设计图，让决策者更好地理解设计师的想法。
制作汽车模型是汽车造型设计中重要的一个环节，造型师需要将手工模型还原为数字模型进行设计，而使用VR技术将大大提高汽车模型的制作效率和质量。
对于汽车模拟设计师而言，VR技术可以帮助他们创造更全面、更具创意性的汽车造型设计，而 VR技术更可在设计过程中进行实时调整，实现效果即时反馈的效果。
汽车结构设计非常重要，它决定了新车在后续开发设计过程中的性能、稳定性和耐用性等等。
采用虚拟现实技术，可以消除汽车设计过程中的不确定性，并减少病态分析。
除此之外，在结构设计过程中，VR技术更可动态展现优化方案、开展三维对比，减少人工繁琐的制作流程。
虚拟现实技术还可以在汽车动力系统的设计中发挥非常重要的作用。
在传统的汽车动力系统设计中，设计测试周期长，投入成本高，而使用VR技术后，更能减少不必要的浪费，实现设计与实验一体化，模拟整个开发过程。
通过模拟整个设计过程，VR技术能够更好地帮助汽车设计师预测产品性能、调整动力系统的参数等等，大大提高汽车设计的效率和质量。
总体来说，VR技术在汽车设计中的应用，既可以提高设计效率，又可以降低成本，迅速推出优质的汽车设计方案。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
汽车车辆虚拟设计与制造技术应用实例
一、引言
随着计算机网络技术和基于Internet环境下协同设计与制造技术得以迅速发展，传统的制造业，特别是汽车制造业直接受到以信息化和数字化为代表的先进技术的严峻挑战。
竞争的核心是产品创新能力和先进的设计与制造技术。
在这种形势下，汽车制造业为了生存和发展，就必须不断地采用先进的制造技术，强化产品创新能力，提高产品质量，缩短新车型上市周期，降低制造成本。
对于一个企业来说，最重要的是产品创新能力。
没有创新能力就没有竞争力，企业就无法生存。
汽车设计和制造是数字化处理过程。
首先创新的是车辆概念的数字化模型，然后利用虚拟产品开发技术进行整车设计方案评估，包括整车空气动力学、主动安全与被动安全性分析以及疲劳分析等。
借助CAE分析软件MSC/Nastran、ANSYS、ABAQUS、MARK等进行虚拟样机验证，从而达到缩短开发周期和缩减开发费用的目的。
此外，在车辆详细设计阶段实现面向加工（DFM）的设计方法，即引入零件设计的成形性分析手段，将会有效地避免因设计方案变更导致的产品成本剧增。
因此，基于结构分析的CAE软件进行虚拟样机的设计和评估，以及借助冲压成形CAE仿真软件对车辆零件可加工性进行评估，是实现汽车产品创新开发、缩短开发周期的重要手段。
为了解决面向汽车覆盖件冲压成形性设计评估的定量问题，我们独立开发了具有完全自主知识产权的冲压成形性仿真软件KMAS（King-Mesh Analysis System）。
下面对KMAS软件的主要功能和实际应用进行说明。
二、KMAS/One-Step软件的应用
在汽车研发的典型流程中，首先利用虚拟产品开发技术和结构分析CAE软件确定产品的设计方案，然后进行零部件详细设计、设计文档发放并实施加工过程。
在实际工作中，经常出现由于某些车辆冲压件成形困难不得不返回设计部门更改设计的现象，有时不得不牺牲总体性能来解决局部设计问题。
解决该问题最好的办法是在对车辆件设计后立刻进行成形性校核，以便发现问题及早解决。
由此产生了一步逆成形（O ne-Step Forming）软件，如瑞士AutoForm. Eng.公司的AutoForm/One-Step、加拿大FTI公司的Fast3D、法国SIMTECH公司的SIMEX 以及我们自主开发的KMAS/One-Step软件等。
一步成形也称逆成形法（Inverse Approach-I.A.）。
与传统增量法由坯料到冲压件的成形顺序相反，它是由制件逆成形方向反推到坯料。
其基本原理基于全量拉格朗日理论。
它可以模拟一步或多步成形、翻边等成形过程。
其结果可直接供后续结构CAE软件进行各种常规分析。
传统结构分析采用制件初始等厚度假设，而实际冲压件并非如此，这为改善结构分析提供了更可靠的信息。
由于一步成形的计算速度非常快（中等件小于20分钟），能够比较准确地预示制件的成形性，为结构和碰撞分析提供真实信息（厚度、应力等），因此将它作为预警系统用于车型开发的早期阶段。
一步拟成形分析有两种应用形式，一种是直接用产品件预示其成形性，可用于成形性分析、结构和碰撞分析等；另一种是将产品件加上工艺补充和压料面形成拉延件，通过拉延件来预示其成形性。
后一种形式更符合实际冲压工艺条件，预示结果更加真实、可靠，可用于在模具设计阶段对模具结构、冲压工艺条件（压边力、拉延筋、坯料尺寸等）进行分析与优化。
现对一步成形的实际应用举例说明。
如图1所示，在车辆设计阶段，一步成形计算发现某车型侧边框标记为A的地方冲压成形可能有问题，但当时并未进行设计修正。
后期的软模试验证实了上述结论，对其结构及其相匹配的车门结构进行改进，增大了修改工作量。
一步成形还可用于碰撞分析。
为使碰撞分析更符合实际，国外目前已用实际冲压件进行分析。
其差别在于理想产品件是等厚度，无初始残余应力，而冲压件并非如此。
图2为利用HyperForm对纵梁进行碰撞分析的一个结果。
图1 某车型侧边框图2 利用HyperForm对纵梁
进行碰撞分析
三、KMAS/Increment分析软件的应用
汽车制造中的瓶颈问题之一是车辆模具的设计与制造，特别是拉延模的设计。
为解决这一问题，近十年来在国内外汽车模具行业广泛采用了虚拟设计技术，即采用增量分析软件进行冲压过程仿真。
这类软件如法国ESI的PAM-STAMP、美国的LS-DYNA、瑞士AutoForm. Eng. 公司的AutoForm /Increment和我们自行开发的KMAS/Increment软件等。
增量分析软件最大的优点是计算精度高，缺点是计算时间较长。
对于类似翼子板这类中等复杂程度的制件，其冲压模拟时间约在4～6小时之间。
它能模拟出冲压过程中制件的皱曲和破裂，以及切边后的回弹现象等，并通过成形极限图（FLD）对整个制件的成形性进行评估。
另外，它还可以给出最佳成形工艺条件，如坯料尺寸、合理的压边力和拉延筋布置等。
现对KMAS/Increment软件在实际应用中的典型案例作一介绍。
(1) 改进工艺方案
小红旗轿车发动机油底壳最初采用两次冲压成形工艺，中间采用火焰局部退火，最终成形质量并不好。
利用KMAS软件模拟，对模具局部结构进行改进，找出最佳坯料形状和最佳压边力后，一次深拉延成形获得成功，两种工艺效果对比如图3所示。
a) 原两次冲压工艺
b) 一次冲压工艺
图3 油底壳冲压工艺方案改进
(2) 改进模具结构
图4为某车型前地板的前端部分。
最初模具结构的工艺补充和压料面设计不合理，冲压后发生严重皱曲和破裂，如图4-4a所示。
图4-4b为改进工艺补充面和局部模具结构并进行冲压仿真后的构形形状。
其中皱曲已经消除，破裂问题也得到圆满解决。
a) 初始模具冲压后制件b) 改进后模具冲压后制件几何构形
图4 前地板前端部分模具结构改变
(3) 改善表面质量
下面以某轿车前翼子板为例说明通过CAE仿真改善表面质量情况。
图5-5a为翼子板轮缘前端局部结构，由于局部（A处）过尖引起破裂。
图5-5b为对改进后的前端局部结构，增加了凸台B，结果不再破裂。
a) 原始结构冲压后制件b) 改进后模具冲压后制件
图5 前翼子板轮缘前端成形情况
图6为翼子板右上角冲压前后表面鼓动改善情况。
最初侧向只加一道拉延筋，冲压后标记为A的区域应变，此处拉延量不足。
冲压后局部磨光照明后出现阴影，即鼓动现象。
后来又在该处增加一道短筋B，冲压后该处应变达到2%，鼓动现象消失。
a) 原始冲压制件b) 改进后冲压制件
图6 前翼子板表面质量改善
(4) 回弹补偿
回弹的模拟是当今研究热点，但人们对回弹补偿问题的研究较少。
一些商品化CAE软件（如PAM-STAM P）虽然能够模拟回弹现象，但没有回弹补偿算法。
在实际应用中，回弹补偿是非常重要的。
这其中最典型的案例是1.2米卫星天线的冲压成形问题。
天线制件冲压后发生很大的回弹变形。
为得到规定的产品型面尺寸，需设计冲模型面，这是一个典型的回弹补偿问题。
KMAS软件采用一种特殊的回弹模拟与自动补偿方法。
根据该补偿法得到新凸模型面进行实际冲压后所得的制件型面尺寸与规定产品型面尺寸偏差如图
7所示。
由该图可以看到，A点偏差最大，在1.25mm处，其他尺寸偏差完全在规定范围内。
图7 卫星天线冲压件尺寸偏差(mm)
四、结论
本文简要阐明了汽车车身虚拟设计与制造技术，即冲压过程CAE仿真技术在产品创新设计、缩短汽车开发周期、降低开发成本和提高产品竞争力等方面的重要作用。
(1) 在车身设计阶段使用One-Step仿真软件进行快速的冲压成形性校核，可大大减少设计返回带来的巨大损失。
(2) 在模具设计阶段采用Increment仿真软件进行冲压仿真分析，可大大减少模具调试时间。