复合材料，以其轻量化和卓越的性能，早已在航空航天领域占据了一席之地。然而，对轻量化需求的追求并不局限于天空的翱翔者。在汽车制造业中，复合材料同样展现出了巨大的潜力，被视为实现车辆质量最小化、燃油经济性最大化的关键要素。
仿真技术
然而，复合材料的设计并非易事，尤其是在面对诸如碰撞等复杂工况时。设计过程中需要考量的变量繁多，这些变量主要源于复合材料的铺层顺序和纤维方向的多样性。此外，复合材料的成本相对较高，这在一定程度上限制了其在高端运动型汽车中的广泛应用，成为了一个不容忽视的考量因素。
高效建模
在这样的背景下，Gordon Murray Design（GMD）这家英国汽车设计公司，以其前瞻性的视野，坚信复合材料在汽车制造领域具有不可估量的潜力。为了充分发掘这种材料的优势，GMD开发了一种名为“iStream”的创新流程，专注于高效制造轻量化混合材料汽车和高容量汽车。
为了将复合材料的优势发挥到极致，仿真工程师们致力于改进复合材料的虚拟建模，使其更贴近物理测试的结果。首要任务便是为iStream建立精确的三合板材料模型。这些复合板被视为替代金属的理想选择，它们不仅具有轻量化的特点，还能保证足够的强度和刚度，同时维护成本低廉，且避免了金属材料的腐蚀问题。
仿真技术
仿真工程师们面临的重要任务之一是建立精细调教的iStream底盘CAE模型，以深入研究在前碰和侧碰时载荷的传递路径。为此，GMD公司提供了详尽的材料信息，涵盖了玻璃纤维薄片、软核以及用于连接复合板和框架的结构胶粘剂等关键元素。
借助Altair HyperWorks的强大功能，仿真工程师们得以建立由1D梁单元和壳单元组成的有限元模型，精准描述车辆结构的各个部件。这种建模方法得益于Altair的先进离线技术能力，显著缩短了建模的耗时过程。更为重要的是，这种方法使得仿真工程师在设计阶段便能对复合材料的虚拟模型进行预测和评估，从而快速探索并控制设计方向。这种加速分析的过程使得GMD公司能够研究更多的设计方案，并在较短时间内找到最优的配置。
仿真技术
深入理解复合材料的性能是开发过程中的关键一环。相较于金属材料，汽车行业对复合材料的掌握尚显稚嫩。然而，一旦对零部件的材料性能有了充分的了解，便可以对材料进行仿真分析。这种仿真将超越单个零部件的层面，达到对整个系统特性的研究。通过这种方式，子系统和全局系统都可以得到深入的分析，使得工程师们能够清晰地查看系统在承受负载时各部件之间的相互作用，为优化设计提供有力支持。
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