VPG软件是ETA(Engineering Technology Associates, Inc.）在对各大汽车厂商（如FORD、GM、DAIMLERCHRYSLER、KIA等）近20年合作的工程咨询、技术服务过程中，积累了丰富的汽车业CAE技术服务经验而开发出的整车仿真软件。

VPG技术的出现和汽车行业对CAE的需求密不可分，近十年来，汽车CAE分析技术已经深入到产品设计的流程中，但是汽车技术的发展已不满足于零部件分析，需要更快速、更方便、

更准确进行大系统，直到整车系统更真实的非线性仿真。其次，系统分析可以克服零部件结构分析中载荷不定因素所存在的误差。第三，汽车产品设计已进入有限寿命设计阶段，要求汽车在设计的使用期内整车和零部件完好，不产生疲劳破坏，而达到使用期后，零部件尽可能多的达到损伤。以求产品轻量化，节约材料和节省能源，这更需要使用真实载荷分析。汽车整车性能，如舒适性、行驶操纵稳定性分析也不满足于传统的刚性简化假定，要求考虑结构变形刚度影响。在这样的背景下，1995年ETA提出VPG技术，构制统一平台，简化建模过程，引入虚拟试验场，从而只需建立一个整车模型（过程简单），就能够在汽车真实试验条件（真实路面载荷）下，进行整车非线性虚拟样机仿真，达到动态参数设计的目的。同时针对碰撞安全法规的要求，内置欧美碰撞安全法规和各种碰撞模型（假人、壁障、安全带等），轻松进行碰撞安全仿真。

1998年发布VPG 1.0版，2001年发布2.0,现在最新的版本是3.2。2002年VPG与FEMB（ETA公司另一功能强大的前处理软件）整合形成三大模块（VPG/PrePost、VPG/Structure VPG/Safety）。ETA公司软件开发的定位：进行指定软件的专用界面和指定行业的专用模块开发，成为具有独一无二软件产品的整合者（VPG技术获得了美国的专利：专利号-5880362）。以其易用性和专业性领导整个汽车CAE行业的最新发展趋势。

四 VPG功能：

VPG虚拟试验场的功能是进行有关整车系统全部试验项目仿真：

· 道路条件下，整车系统疲劳寿命分析

· 柔性和刚性体组合体（含整车系统）的非线性系统动力学分析

· 整车系统NVH 分析

· 碰撞仿真和乘员保护及评价

五 VPG特点：

VPG 的主要特点：

1. 是在最著名的非线性软件LS-DYNA 平台上开发的产品，保留了大型通用非线性软件LS-DYNA的全部功能。

2. 有强大的建模能力，标准模型数据库化。VPG有全面的标准模型数据库，例如悬挂模型、轮胎模型等，一般只要调用就可以方便地形成整车分析模型。常用的悬架模型有：

–McPherson液压减振器 Strut –长短臂Short-long Arm

–Hotchkiss渐变叶片弹簧(Leaf Spring) –后拖臂Trailing Arm

–五连杆5-link –四连杆Quadra Link

–扭杆Twist Beam –实体轴Solid axle

3. 对整车非线性分析，轮胎模型是特别关键的。所以VPG数据库有特别丰富的轮胎模型描述，以适应车身疲劳和寿命分析、振动噪声的NVH研究、动力学分析的需要。

· 用于车身疲劳和寿命分析的轮胎模型：

内部函数构造轮胎模型

从轮胎库中直接选取

允许直接输入试验数据

SAE971100论文 所述的轮胎模型

· 用于评价振动噪声的NVH研究的轮胎模型 ：

更详细的轮胎结构

更复杂的轮胎材料

B.G.KAO等人研究的轮胎模型

· 用于动力学分析的轮胎模型：

一般只需给出轮胎型号

4. 载荷条件数据库化，对于疲劳、NVH和动力学分析，提供标准的路面模型，目前引入美国MGA汽车试验场路面数据库：

· 交替摆动路面(Alternate Roll)

· 槽形路(Pothole Tracks)

· 鹅卵石路(Cobblestone Tracks)

· 大扭曲路(Body Twist Lane)

· 波纹路(Ripple Tracks)

· 搓板路 (Washboards)

· 比利时石块(Belgian Block)

5. 模块化的软件集成环境

VPG/PrePost 模块

VPG/Structure 模块

VPG/Safety 模块

6. 百分之百支持LS-DYNA所有的关键字， VPG/PrePost支持LS-DYNA所有的关键字，用户可以很方便的进行图形界面输入，无需进行文本编辑，并且每一个关键字的参数都有简要的说明。 H-Point

7. 强大的网格生成功能，汽车的大量部件为板金件，一般划分为壳单元，对网格的要求是能自动生成四面体网格，花时少，网格的质量保证（三角形网格应严格控制在一定的百分比内），VPG/PrePost具有自动快捷分网，人工控制网格质量等特点。

8. 强大的自动焊点处理功能，在汽车模型中，点焊是主要的联接方法，一般有3000-4000多个，在建立有限元模型时，点焊的人工处理工作量很大，并且容易出错，严重影响工作的进度，VPG提供自动焊点处理工具，非常快捷的生成焊点。

9. 基于FLANGE的网格划分功能，在汽车模型中，由于焊接等工艺的要求，许多部件具有FLANGE，该部分的网格划分受到焊点单元生成的要求，希望是比较规则的网格，VPG/Prepost提供此功能，统一把FLANGE划分成两排四边形单元。

10. 全部分析控制程式化，应用方便，结果评价服务完善。

六 VPG/Structure应用举例：

· 小型车搓板路振动分析和NVH评价，将时间域信号变换为频率域进行NVH评价。

· 悬挂系统运动学仿真，蛇形行驶试验的仿真模型和结果

· 疲劳例题：

悬挂上盖板应力响应和疲劳寿命评估

悬挂控制臂工作过程的应力响应和寿命评估

七 VPG/Safety特点

1．VPG/Safety是一个汽车碰撞仿真和乘员安全专门模块。除VPG通用库外还提供了：

·假人

–SID 和 EUROSID假人模型 (FTSS 和 Generic)

–混合 III 型假人模型 (FTSS 和 Generic)

–儿童假人模型 (FTSS)

·壁障

–FMVSS/ECE 侧碰壁障。

–0度刚性正碰壁障

–30度刚性正碰壁障

–偏置正碰可变形壁障

–后碰壁障

·冲击锤

–撞锤

–摆锤

–头锤

2．在碰撞仿真能力方面VPG/Safety提供了标准碰撞测评模式，基本上包括了全部安全检测标准，极大地方便了用户应用。

整车防撞分析：

FMVSS 规则

FMVSS 208 (正碰)

FMVSS 214b (侧门侵入)

FMVSS 214 (侧碰)

FMVSS 208 (0度/30度刚墙)

FMVSS 216 (顶盖压垮)

FMVSS 301 (平面刚墙后碰)

FMVSS 301(70% 偏置可变形壁障后碰）

ECE规则

ECE 94 (40%偏置可变形壁障正碰 )

ECE 33 (正碰）

ECE 34 (后碰)

ECE 95 (侧碰)

保险/消费者要求

正面柱碰撞

侧面柱碰撞

IIHS 40% 偏置可变形壁障正碰

AMS (刚性15度, 50%偏置防滑行设备)

保险杠碰撞 FMVR581(平面偏置摆锤)

乘员安全分析

FMVSS 201 (自由运动头碰撞)

FMVSS 207/210 (安全带固定点)

FMVSS 225 (儿童约束系统)

FMVSS 208 (雪橇实验乘客仿真)

FMVSS 208 (膝盖垫仿真)

FMVSS 203 (操纵控制系统)

ECE 17 (行李侵入)

ECE 12 (操纵控制系统)

3．方便实用的假人定位系统：在汽车碰撞仿真中，假人的放置和调整非常烦琐，VPG/Safety提供专门的假人定位工具，完全按照人体关节运动原理调整假人位置。

4．简单快捷的安全带生成方式，用户只需定义四点来自动生成安全带模型。

5．VPG/Safety 提供工具自动进行气囊折叠，简化用户建模。

6．VPG/Safety使用方法特别简单：

在 使用方法方面，VPG技术抛弃了通用软件的复杂、繁琐、深奥地命令和选择项目，实现了按菜单引导，方便轻松地完成仿真任务。下图的9 个步骤，就可以方便地完成 ECE95 侧碰撞仿真工作，为用户提供了极大方便。避免了在使用通用软件中所必须提供的复杂命令、选择和卡片的输入。

下面为ECE 95侧撞击的简单步骤：

5. 定义 假人的H 点位置

6. 选择侧面碰撞目标位置

7. 检查自动接触定义

8. 提交分析

9. 根据 ECE 指导说明分析结果