一探究竟！巴斯夫的仿真软件Ultrasim到底有多强？

近日，康迪泰克(ContiTech)振动控制和巴斯夫联手，共同开发了世界上第一个塑料变速箱横梁，并成功应用于奔驰S级轿车的后轴副车架。巴斯夫研发的模拟工具 “Ultrasim” ——代表当今尖端水平的CAE(计算机辅助工程)技术，对这款产品的优良性能作出了重大贡献，这是一项世界性的创新成果。那么，这款仿真软件到底有多强大的仿真能力，能做出如此巨大贡献，让我们一探究竟！

Ultrasim是巴斯夫在热塑性零部件CAE模拟技术方面的最新成果。该软件通过采用强大的计算机仿真技术与合适的塑料材料相结合对零部件进行虚拟的设计优化，通过模拟不同温度、应变速率和应力状态下的材料参数来准确预测塑料零件的实际工作行为，可省去原型的反复制造过程，降低成本的同时缩短汽车开发周期。

ULTRASIM主要由两部分组成：首先是巴斯夫在材料模型上的一体化模拟技术，可确保对模型进行精确地计算。这就意味着设计人员能够精确模拟短玻纤增强材料的复杂特性。不过，如果零部件设计不佳，再准确的材料模型也毫无用处。 因此，ULTRASIM的第二部分主要用于从最初阶段就优化零部件形状，使材料能够物尽其用，即确保部件形状得到正确的设计。除了模拟技术之外，巴斯夫还提供多种测量系统，可采集不同温度、应变速率和应力状态下的材料参数。

对于采用玻璃纤维增强材料制成的塑料零部件而言，其特性在很大程度上取决于纤维在零部件中的排列方式。而排列方式又受到注塑成型工艺条件的影响。ULTRASIM可将模拟过程中获得的纤维取向数据导入巴斯夫材料模型，并将其用于各种力学计算。材料模型中涵盖了塑料材料工作行为的所有重要方面，如各向异性、拉伸压缩不对称性、温度敏感性、应变速率敏感性以及特别开发的失效模型。

通常，设计人员采用ULTRASIM的开发流程如下：首先，根据最初设计建立初步模型，接着进行拓扑优化以确定塑料零件的整体设计。然后，在整体设计基础上建立更详细的模型，并通过注塑模拟观察聚合物熔体如何流入塑料零件。 同时，还通过注塑模拟计算纤维取向，并结合复杂而精确的材料性质模型进行应力模拟(结构分析模拟)。在应力模拟中，需根据巴斯夫独有的失效标准对这个精确而复杂的材料模型进行分析，从而能够准确预测零件的实际工作行为。

没有强大的计算机工具，用塑料代替铝合金生产出全球第一个塑料变速箱横梁就无从实现。同时，要在这一层面上利用ULTRASIM，广泛的材料数据不可或缺，必须掌握或提前确立具体特种树脂的数据。在计算机工具与材料数据的共同帮助下，巴斯夫综合大量方法和程序，通过了此项极为关键的测试。

巴斯夫在过去成功推出了多种在高负荷环境下使用的汽车零部件，包括第一款保险杠防撞杆、发动机悬置和车身塑料结构嵌件。现在，新的机遇已经浮现：将计算机仿真高度精确的预测能力与合适的塑料材料相结合，可以省去原型的反复制造和昂贵的测试，ULTRASIM前途无可限量。

责任编辑：Kris