一探究竟！巴斯夫的仿真軟件Ultrasim到底有多強？

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

Ultrasim是巴斯夫在熱塑性零部件CAE模擬技術方面的最新成果。該軟件通過采用強大的計算機仿真技術與合適的塑料材料相結合對零部件進行虛擬的設計優化，通過模擬不同溫度、應變速率和應力狀態下的材料參數來準確預測塑料零件的實際工作行為，可省去原型的反復制造過程，降低成本的同時縮短汽車開發周期。

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，可確保對模型進行精確地計算。這就意味著設計人員能夠精確模擬短玻纖增強材料的復雜特性。不過，如果零部件設計不佳，再準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計。除了模擬技術之外，巴斯夫還提供多種測量系統，可采集不同溫度、應變速率和應力狀態下的材料參數。

對于采用玻璃纖維增強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據導入巴斯夫材料模型，并將其用于各種力學計算。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、應變速率敏感性以及特別開發的失效模型。

通常，設計人員采用ULTRASIM的開發流程如下：首先，根據最初設計建立初步模型，接著進行拓撲優化以確定塑料零件的整體設計。然后，在整體設計基礎上建立更詳細的模型，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，并結合復雜而精確的材料性質模型進行應力模擬(結構分析模擬)。在應力模擬中，需根據巴斯夫獨有的失效標準對這個精確而復雜的材料模型進行分析，從而能夠準確預測零件的實際工作行為。

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

巴斯夫在過去成功推出了多種在高負荷環境下使用的汽車零部件，包括第一款保險杠防撞桿、發動機懸置和車身塑料結構嵌件。現在，新的機遇已經浮現：將計算機仿真高度精確的預測能力與合適的塑料材料相結合，可以省去原型的反復制造和昂貴的測試，ULTRASIM前途無可限量。

責任編輯：Kris