一探究竟！巴斯夫的仿真軟件Ultrasim到底有多強(qiáng)？

近日，康迪泰克(ContiTech)振動控制和巴斯夫聯(lián)手，共同開發(fā)了世界上第一個塑料變速箱橫梁，并成功應(yīng)用于奔馳S級轎車的后軸副車架。巴斯夫研發(fā)的模擬工具 “Ultrasim” ——代表當(dāng)今尖端水平的CAE(計算機(jī)輔助工程)技術(shù)，對這款產(chǎn)品的優(yōu)良性能作出了重大貢獻(xiàn)，這是一項世界性的創(chuàng)新成果。那么，這款仿真軟件到底有多強(qiáng)大的仿真能力，能做出如此巨大貢獻(xiàn)，讓我們一探究竟！

Ultrasim是巴斯夫在熱塑性零部件CAE模擬技術(shù)方面的最新成果。該軟件通過采用強(qiáng)大的計算機(jī)仿真技術(shù)與合適的塑料材料相結(jié)合對零部件進(jìn)行虛擬的設(shè)計優(yōu)化，通過模擬不同溫度、應(yīng)變速率和應(yīng)力狀態(tài)下的材料參數(shù)來準(zhǔn)確預(yù)測塑料零件的實際工作行為，可省去原型的反復(fù)制造過程，降低成本的同時縮短汽車開發(fā)周期。

ULTRASIM主要由兩部分組成：首先是巴斯夫在材料模型上的一體化模擬技術(shù)，可確保對模型進(jìn)行精確地計算。這就意味著設(shè)計人員能夠精確模擬短玻纖增強(qiáng)材料的復(fù)雜特性。不過，如果零部件設(shè)計不佳，再準(zhǔn)確的材料模型也毫無用處。 因此，ULTRASIM的第二部分主要用于從最初階段就優(yōu)化零部件形狀，使材料能夠物盡其用，即確保部件形狀得到正確的設(shè)計。除了模擬技術(shù)之外，巴斯夫還提供多種測量系統(tǒng)，可采集不同溫度、應(yīng)變速率和應(yīng)力狀態(tài)下的材料參數(shù)。

對于采用玻璃纖維增強(qiáng)材料制成的塑料零部件而言，其特性在很大程度上取決于纖維在零部件中的排列方式。而排列方式又受到注塑成型工藝條件的影響。ULTRASIM可將模擬過程中獲得的纖維取向數(shù)據(jù)導(dǎo)入巴斯夫材料模型，并將其用于各種力學(xué)計算。材料模型中涵蓋了塑料材料工作行為的所有重要方面，如各向異性、拉伸壓縮不對稱性、溫度敏感性、應(yīng)變速率敏感性以及特別開發(fā)的失效模型。

通常，設(shè)計人員采用ULTRASIM的開發(fā)流程如下：首先，根據(jù)最初設(shè)計建立初步模型，接著進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化以確定塑料零件的整體設(shè)計。然后，在整體設(shè)計基礎(chǔ)上建立更詳細(xì)的模型，并通過注塑模擬觀察聚合物熔體如何流入塑料零件。 同時，還通過注塑模擬計算纖維取向，并結(jié)合復(fù)雜而精確的材料性質(zhì)模型進(jìn)行應(yīng)力模擬(結(jié)構(gòu)分析模擬)。在應(yīng)力模擬中，需根據(jù)巴斯夫獨(dú)有的失效標(biāo)準(zhǔn)對這個精確而復(fù)雜的材料模型進(jìn)行分析，從而能夠準(zhǔn)確預(yù)測零件的實際工作行為。

沒有強(qiáng)大的計算機(jī)工具，用塑料代替鋁合金生產(chǎn)出全球第一個塑料變速箱橫梁就無從實現(xiàn)。同時，要在這一層面上利用ULTRASIM，廣泛的材料數(shù)據(jù)不可或缺，必須掌握或提前確立具體特種樹脂的數(shù)據(jù)。在計算機(jī)工具與材料數(shù)據(jù)的共同幫助下，巴斯夫綜合大量方法和程序，通過了此項極為關(guān)鍵的測試。

巴斯夫在過去成功推出了多種在高負(fù)荷環(huán)境下使用的汽車零部件，包括第一款保險杠防撞桿、發(fā)動機(jī)懸置和車身塑料結(jié)構(gòu)嵌件。現(xiàn)在，新的機(jī)遇已經(jīng)浮現(xiàn)：將計算機(jī)仿真高度精確的預(yù)測能力與合適的塑料材料相結(jié)合，可以省去原型的反復(fù)制造和昂貴的測試，ULTRASIM前途無可限量。

責(zé)任編輯：Kris