更新时间：2023-11-29 09:27
VPG技术的出现和汽车行业对CAE的需求密不可分，近十年来，汽车CAE分析技术已经深入到产品设计的流程中，但是汽车技术的发展已不满足于零部件分析，需要更快速、更方便、
更准确进行大系统，直到整车系统更真实的非线性仿真。其次，系统分析可以克服零部件结构分析中载荷不定因素所存在的误差。第三，汽车产品设计已进入有限寿命设计阶段，要求汽车在设计的使用期内整车和零部件完好，不产生疲劳破坏，而达到使用期后，零部件尽可能多的达到损伤。以求产品轻量化，节约材料和节省能源，这更需要使用真实载荷分析。汽车整车性能，如舒适性、行驶操纵稳定性分析也不满足于传统的刚性简化假定，要求考虑结构变形刚度影响。在这样的背景下，1995年ETA提出VPG技术，构制统一平台，简化建模过程，引入虚拟试验场，从而只需建立一个整车模型（过程简单），就能够在汽车真实试验条件（真实路面载荷）下，进行整车非线性虚拟样机仿真，达到动态参数设计的目的。同时针对碰撞安全法规的要求，内置欧美碰撞安全法规和各种碰撞模型（假人、壁障、安全带等），轻松进行碰撞安全仿真。
1998年发布VPG 1.0版，2001年发布2.0,最新的版本是3.2。2002年VPG与FEMB（ETA公司另一功能强大的前处理软件）整合形成三大模块（VPG/PrePost、VPG/Structure VPG/Safety）。ETA公司软件开发的定位：进行指定软件的专用界面和指定行业的专用模块开发，成为具有独一无二软件产品的整合者（VPG技术获得了美国的专利：专利号-5880362）。以其易用性和专业性领导整个汽车CAE行业的最新发展趋势。
四 VPG功能：
VPG虚拟试验场的功能是进行有关整车系统全部试验项目仿真：
· 道路条件下，整车系统疲劳寿命分析
· 柔性和刚性体组合体（含整车系统）的非线性系统动力学分析
· 整车系统NVH 分析
· 碰撞仿真和乘员保护及评价
五 VPG特点：
VPG 的主要特点：
1. 是在最著名的非线性软件LS-DYNA 平台上开发的产品，保留了大型通用非线性软件LS-DYNA的全部功能。
2. 有强大的建模能力，标准模型数据库化。VPG有全面的标准模型数据库，例如悬挂模型、轮胎模型等，一般只要调用就可以方便地形成整车分析模型。常用的悬架模型有：
–McPherson液压减振器 Strut –长短臂Short-long Arm
–Hotchkiss渐变叶片弹簧(Leaf Spring) –后拖臂Trailing Arm
–五连杆5-link –四连杆Quadra Link
–扭杆Twist Beam –实体轴Solid axle
3. 对整车非线性分析，轮胎模型是特别关键的。所以VPG数据库有特别丰富的轮胎模型描述，以适应车身疲劳和寿命分析、振动噪声的NVH研究、动力学分析的需要。
· 用于车身疲劳和寿命分析的轮胎模型：
内部函数构造轮胎模型
从轮胎库中直接选取
允许直接输入试验数据
SAE971100论文 所述的轮胎模型
· 用于评价振动噪声的NVH研究的轮胎模型 ：
更详细的轮胎结构
更复杂的轮胎材料
B.G.KAO等人研究的轮胎模型
· 用于动力学分析的轮胎模型：
一般只需给出轮胎型号
4. 载荷条件数据库化，对于疲劳、NVH和动力学分析，提供标准的路面模型，引入美国MGA汽车试验场路面数据库：
· 交替摆动路面(Alternate Roll)
· 槽形路(Pothole Tracks)
· 鹅卵石路(Cobblestone Tracks)
· 大扭曲路(Body Twist Lane)
· 波纹路(Ripple Tracks)
· 搓板路 (Washboards)
· 比利时石块(Belgian Block)
5. 模块化的软件集成环境
VPG/PrePost 模块
VPG/Structure 模块
VPG/Safety 模块
6. 百分之百支持LS-DYNA所有的关键字， VPG/PrePost支持LS-DYNA所有的关键字，用户可以很方便的进行图形界面输入，无需进行文本编辑，并且每一个关键字的参数都有简要的说明。 H-Point
7. 强大的网格生成功能，汽车的大量部件为板金件，一般划分为壳单元，对网格的要求是能自动生成四面体网格，花时少，网格的质量保证（三角形网格应严格控制在一定的百分比内），VPG/PrePost具有自动快捷分网，人工控制网格质量等特点。
8. 强大的自动焊点处理功能，在汽车模型中，点焊是主要的联接方法，一般有3000-4000多个，在建立有限元模型时，点焊的人工处理工作量很大，并且容易出错，严重影响工作的进度，VPG提供自动焊点处理工具，非常快捷的生成焊点。
9. 基于FLANGE的网格划分功能，在汽车模型中，由于焊接等工艺的要求，许多部件具有FLANGE，该部分的网格划分受到焊点单元生成的要求，希望是比较规则的网格，VPG/Prepost提供此功能，统一把FLANGE划分成两排四边形单元。
10. 全部分析控制程式化，应用方便，结果评价服务完善。
六 VPG/Structure应用举例：
· 小型车搓板路振动分析和NVH评价，将时间域信号变换为频率域进行NVH评价。
· 悬挂系统运动学仿真，蛇形行驶试验的仿真模型和结果
· 疲劳例题：
悬挂上盖板应力响应和疲劳寿命评估
悬挂控制臂工作过程的应力响应和寿命评估
七 VPG/Safety特点
1．VPG/Safety是一个汽车碰撞仿真和乘员安全专门模块。除VPG通用库外还提供了：
·假人
–SID 和 EUROSID假人模型 (FTSS 和 Generic)
–混合 III 型假人模型 (FTSS 和 Generic)
–儿童假人模型 (FTSS)
·壁障
–FMVSS/ECE 侧碰壁障。
–0度刚性正碰壁障
–30度刚性正碰壁障
–偏置正碰可变形壁障
–后碰壁障
·冲击锤
–撞锤
–摆锤
–头锤
2．在碰撞仿真能力方面VPG/Safety提供了标准碰撞测评模式，基本上包括了全部安全检测标准，极大地方便了用户应用。
整车防撞分析：
FMVSS 规则
FMVSS 208 (正碰)
FMVSS 214b (侧门侵入)
FMVSS 214 (侧碰)
FMVSS 208 (0度/30度刚墙)
FMVSS 216 (顶盖压垮)
FMVSS 301 (平面刚墙后碰)
FMVSS 301（70% 偏置可变形壁障后碰）
ECE规则
ECE 94 (40%偏置可变形壁障正碰 )
ECE 33 （正碰）
ECE 34 (后碰)
ECE 95 (侧碰)
保险/消费者要求
正面柱碰撞
侧面柱碰撞
IIHS 40% 偏置可变形壁障正碰
AMS (刚性15度, 50%偏置防滑行设备)
保险杠碰撞 FMVR581(平面偏置摆锤)
乘员安全分析
FMVSS 201 (自由运动头碰撞)
FMVSS 207/210 (安全带固定点)
FMVSS 225 (儿童约束系统)
FMVSS 208 (雪橇实验乘客仿真)
FMVSS 208 (膝盖垫仿真)
FMVSS 203 (操纵控制系统)
ECE 17 (行李侵入)
ECE 12 (操纵控制系统)
3．方便实用的假人定位系统：在汽车碰撞仿真中，假人的放置和调整非常烦琐，VPG/Safety提供专门的假人定位工具，完全按照人体关节运动原理调整假人位置。
4．简单快捷的安全带生成方式，用户只需定义四点来自动生成安全带模型。
5．VPG/Safety 提供工具自动进行气囊折叠，简化用户建模。
6．VPG/Safety使用方法特别简单：
在 使用方法方面，VPG技术抛弃了通用软件的复杂、繁琐、深奥地命令和选择项目，实现了按菜单引导，方便轻松地完成仿真任务。以下的9 个步骤，就可以方便地完成 ECE95 侧碰撞仿真工作，为用户提供了极大方便。避免了在使用通用软件中所必须提供的复杂命令、选择和卡片的输入。
下面为ECE 95侧撞击的简单步骤：
5. 定义 假人的H 点位置
6. 选择侧面碰撞目标位置
7. 检查自动接触定义
8. 提交分析
9. 根据 ECE 指导说明分析结果