多体动力学在商用车定制过程中的应用①

美国商用车一般是按用途定制的。定制过程一般使用现成改装件，整车厂家的工程师负责改装件和车辆的结合。他们的工作范围不但包括原车的底盘，还包括各种各样的特种部件。为了减少工作量，厂家一般在同一款底盘的基础上，搭配各种部件，比如悬架、框架部件、发动机、顶棚等。这就要求底盘对不同车种都具有良好的可靠性和适用性。

电池箱体、排气系统、油箱、横梁只需要微小改动，就可以在各种车型中通用，减少单车开发经费、开发时间和验证时间。比如适应能力强的万国牌TerraStar轻型中载卡车底盘，可以适应多种用途。

各改装件之间复杂的相互作用要求成品整车必须经过性能验证和可靠性验证，找出动力学上的弱点。它分为虚拟试验（需要提前采集道路行驶的载荷和可靠性相关数据）和实际道路试验。

利用当今先进的计算技术，甚至不需要进入整车层面，就可以直接设计出符合零件标准的单个部件。所使用的有限元分析法FEA的历史不算短，但是计算机性能的进步使得3D建模、几何划分、运行仿真的总时间缩短到几个小时。在FEA完成后，单个部件满足可靠性要求，之后它会和车辆系统的其他部分建立联系，利用多体动力学建立虚拟的整车模型。它是整车层面零件整合的第一步。

虚拟多体模型可以评估各单个零件在整车层面的表现。例如万国TerraStar 4x4卡车的蓄电池壳体支架是直接从4x2版本上移植过来的，所以有必要对此支架的可靠性进行虚拟验证，确保在把它装在试验车上之后仍具有足够的可靠性。蓄电池壳体安装在车辆框架结构上，框架由前后悬架支撑，所以最好先在整车层面进行虚拟评估，然后再进行道路试验。

模型和车辆最初设计相关联，确保模型加速度的频谱、振幅在整个车体上完全相等，尤其是蓄电池壳体。