是德科技VPS如何為安全氣囊仿真提供全面的開發(fā)方法，確保其精度與產品力

隨著汽車安全法規(guī)日益嚴格，傳統(tǒng)的實物測試已無法滿足快速迭代和成本控制的需求。虛擬仿真，尤其是AI驅動的端到端解決方案，正在成為安全氣囊開發(fā)的核心力量。從折疊到展開，再到整車碰撞集成，仿真技術不僅提升精度，更加速創(chuàng)新，幫助制造商在智能化浪潮中搶占先機。本文將帶你深入了解，是德科技VPS如何用高精度仿真和AI工具，重塑安全氣囊開發(fā)流程。

安全氣囊在汽車安全中的關鍵作用

為了確保在法規(guī)測試與消費者碰撞測試中都能有效展開并保護乘員，安全氣囊需要經(jīng)過嚴謹且具預測性的測試。由于碰撞場景多樣，乘員體型和性別也各不相同，單靠實物測試難以全面覆蓋。因此，越來越多的安全性評估在設計階段就通過數(shù)值仿真完成。虛擬樣機軟件在其中發(fā)揮關鍵作用，準確預測和快速獲取仿真結果是有效利用安全氣囊仿真的前提。 

安全氣囊開發(fā)與測試中使用虛擬仿真的優(yōu)勢

成本效益高：大幅減少物理樣機需求，節(jié)約成本

開發(fā)更快：早期虛擬仿真加快設計周期，提升效率

精度更高：深入評估流體與結構相互作用，更好理解材料、氣體行為和沖擊響應

安全性提升：可測試復雜仿真場景，增強乘員保護能力

VPS虛擬性能解決方案：在精度與速度上實現(xiàn)突破

VPS 被公認為行業(yè)內最精確的仿真軟件之一。它幫助整車廠提升車輛質量、安全性和可靠性，同時縮短開發(fā)周期、降低成本。VPS通過集成安全氣囊折疊、展開功能、先進的流-固耦合技術和AI驅動的生產力工具，提供完整的開發(fā)套件，從而提升效率、加速創(chuàng)新并提高設計的精度與可靠性。

全數(shù)字化工作流程功能與折疊仿真相結合，為安全氣囊供應商和原始設備制造商 (OEM) 提供了端到端的開發(fā)解決方案。這種獨特的組合使工程師能夠全面準確地模擬安全氣囊從折疊到展開的各個環(huán)節(jié)。豐田合成就是一個很好的例子。

通過使用VPS的安全氣囊模塊進行氣囊折疊與縫合，我們在開發(fā)復雜膝部氣囊（KnAB）方面的精度和周期得到了顯著提升。

Alexander Diederich,

豐田合成歐洲CAE組負責人

第一階段：安全氣囊折疊

VPS SimFolder中的安全氣囊折疊模擬, (C) ESI 2025

SimFolder 模塊能精準模擬最復雜的氣囊折疊工藝，重現(xiàn)物理過程，確保高度精確的折疊幾何形態(tài)，為后續(xù)展開仿真提供堅實基礎。

第二階段：安全氣囊展開

VPS airbag deployment simulation, (C) ESI 2025

VPS 采用有限點集方法 (FPM) 來模擬安全氣囊的展開。該方法可確保高度精確的結果，尤其是在關鍵的最初幾毫秒內。這對于錯位場景以及側面和窗簾式安全氣囊至關重要。FPM 用于氣體流動模擬，而有限元分析 (FEA) 則用于結構分析。即使在復雜場景下，該方法也能預測安全氣囊如何展開以及如何與乘員和車輛相互作用。

此外，軟件還優(yōu)化了計算資源，加快了仿真速度并提高了生產率。在初始展開過程中，使用 FPM 進行非均勻壓力仿真可以捕捉氣囊內部的壓力變化。之后，模型將切換到均勻壓力，模擬完全充氣的氣囊，以節(jié)省 CPU 時間。

VPS 軟件在汽車行業(yè)擁有五十年的豐富經(jīng)驗，通過獨特先進的流體結構耦合功能，提供精確的安全氣囊展開運動學，即使在非定位和側面碰撞場景下也能確保精確模擬。從快速折疊到展開模擬，我們的軟件不斷提升安全氣囊開發(fā)項目的準確性。

第三階段：整車碰撞模型集成

此外，仿真結果可以集成到完整的汽車碰撞模型中，所有安全氣囊同時展開。這在合理的CPU時間內實現(xiàn)，并在高保真度和性能之間取得平衡。最新的FPM技術提高了側簾式安全氣囊展開的準確性，而精確的順序對于在碰撞過程中保護乘員頭部至關重要，從而提高了安全性并推動了更高效的設計流程。

VPS 中的整車虛擬測試，(C) ESI 2025

利用人工智能加速安全氣囊模型校準

基于降階建模 (ROM) 技術的快速參數(shù)化設計探索流程，(C) ESI，是德科技旗下公司，2025 年

安全氣囊模型參數(shù)（例如流出流量系數(shù)、氣體發(fā)生器熱損失）的校準是一項特殊的應用，需要進行大量且耗時的迭代，而這些參數(shù)可能無法通過測試精確測量。這會影響用于綜合車輛碰撞模擬的安全氣囊模型的驗證質量和交付時間。用于驗證的相關安全氣囊模型參數(shù)探索范圍的選擇基于經(jīng)驗和反復試驗方法。高保真CFD耦合有限元模擬運行的計算成本限制了其可行性。

人工智能和降階建模 (ROM)技術可以顯著提高生產效率：基于 ROM 的方法可以在幾天（而非幾周）的時間內測試數(shù)千個參數(shù)組合，從而縮短安全氣囊驗證時間。因此，與有限元標準方法相比，使用降階建模可以測試更多組合，從而提高模型質量。

在超過1000種組合中尋找最佳參數(shù)集的過程完全自動化，耗時不到一小時。這些批量探索和自動校準功能可以大幅縮短項目時間，一些客戶報告稱，所需時間從三周縮短至三天。

是時候改變你的安全氣囊開發(fā)方式了

想知道 ROM 如何助力實現(xiàn)這一目標嗎？

我們正與大眾汽車及全球安全氣囊供應商合作開展一項工業(yè)安全氣囊校準研究。歡迎留言，了解更多信息或與我們的技術專家對話。