在缩短开发周期和降低成本的严酷压力下，汽车制造商不断探索如何使用分析工具在早期（早在物理样车生产之前）对车辆设计进行有意义虚拟评估。若能够以这种方式获得准确的预测或计算载荷，就可以增强部件物理测试的有效性， 及早发现和消除设计缺陷，减少返工和对样车的依赖，简化设计验证。
各种模拟方法现已问世，用于在车辆开发过程中及早获得精确的计算载荷。一种方法是虚拟试验场，涉及在数字化道路上“驾驶”车辆模型。尽管这种方法具有完全依赖虚拟模型的优势，但它产生的载荷不准确，且难以通过物理测试进行验证。另一种方法是半分析方法，它使用从现有车辆获得的主轴载荷来激发车辆模型。这样可提供比虚拟试验场更好的结果，但建立的边界条件不完全适合车辆模型，因此计算的载荷仍然不正确，且难以验证。第三种方法是虚拟测试，通过将实际物理测试系统的模型集成到模拟中，以激发车辆模型，从而克服了这些问题。
虚拟测试是物理测试的模拟，利用有限元分析工具、多体动态分析工具和 RPC 迭代技术，在开发过程的早期阶段提供车辆系统的精确载荷、运动和损坏信息。这种方法的好处很多。首先，由于对物理测试系统限制条件的建模比试验场或轮胎更容易，虚拟测试建立的边界条件比其他方法更有效。 第二，虚拟测试利用一系列经过验证的、完善的物理测试工具和技术，这些工具和技术已在分析领域展现了实用性。第三，采用模型化物理测试系统大大简化了通过随后物理测试验证结果的过程，并为改进物理测试设置和固定工装设计提供了机会。虚拟测试跨越分析和物理测试领域，需要掌握 CAE 工具和物理测试的高级知识，开发将 RPC Pro 软件和分析模型连接起来的流程，最好还需要对虚拟测试有某种程度的接触和经验。
多年来，MTS 一直致力于完善虚拟测试方法，与 Hyundai Motor Company (HMC) 和 Thermo King 等主要客户共同开展各种示范项目，以评估各种方法。这些项目包括对整车和子系统进行虚拟测试，所有测试都与实测道路载荷数据 (RLD) 或实际物理测试有理想的相关性。从这些经验中获得的基本方法包括以下步骤：1) 将试验系统模型与样件模型连接；2）将模型与 RPC Pro 配对；3）在虚拟试验系统上复制道路载荷数据；4）提取计算出的载荷；5) 创建物理部件/子系统测试。
最近与中国国家汽车研究院 (SAIC) 合作的一个示范项目提供了这种方法在实践中的绝佳示例：
- 将试验系统模型与样件模型连接
在项目开始时，MTS 以 ADAMS、Simulink 和 ADAMS Simulink 协同模拟格式构建一系列试验系统模型。模型中的 MTS 试验系统包括各种 329 型主轴耦合道路模拟器、353.20 型多轴模拟台 (MAST) 系统和 TestLine 部件测试系统。模型中还包括精选的试验系统部件，包括 FlexTest 数字控制器、MTS 作动缸和伺服阀，以及将作动缸位移、加速度和载荷转换为 DOF 位移、加速度和载荷的作动缸转换。由于项目时间限制，以及协同模拟模型较复杂且模拟速度相对较慢，ADAMS/Car 329 模型与 SAIC 整车、前悬架和后悬架模型完成配对，最终用于大部分虚拟测试。
- 将模型与 RPC Pro 配对
开发了一个虚拟测试服务器来连接 RPC Pro 软件和 ADAMS/Car 329 模型。在测试过程中，RPC Pro 使用此虚拟服务器将驱动文件发送到 ADAMS 模型，启动 ADAMS 模拟，并将响应文件从 ADAMS 文件夹复制到 RPC Pro 工作目录。此外，还使用 RPC Pro 中已经存在的 Matlab 界面工具将 RPC Pro 与协同模拟模型配对。
- 在虚拟试验系统上复制道路载荷数据
然后使用 RPC 迭代技术复制从试验场收集的道路载荷（主轴力）数据，用于各种特定事件和操作。有趣的是，虚拟 329 装置的初始 RPC 迭代没有显示出收敛，表明 SAIC 车辆模型存在缺陷。对模型的后续分析确实揭示了缺陷，这些缺陷在短时间内得以纠正。随着模型的改进，RPC 迭代终于收敛，在完整和部分车辆虚拟模拟中显示出期望信号和获得信号之间的出色相关性以及所有通道上的低 RMS 误差。
- 提取计算出的载荷
在 RPC 迭代收敛后，可以轻松地以时间函数的形式从车辆模型中获取任何机械部件或子系统的载荷计算结果。
- 物理测试创建
然后将从车辆模型中提取的载荷时间历史记录用于定义后续的物理部件测试。一旦确定部件是单轴还是多轴载荷，就可以使用 RPC Pro 组合的测试方法和工具来定义显著加速的部件测试。对于单轴载荷下的部件，可以使用块循环方法或功率频谱密度 (PSD) 方法。对于多轴载荷下的部件，可以使用峰/谷切片方法。对于需要保持部件载荷频率的情况，“时间历史记录再现”方法是最合适的；对于这些类型的测试，RPC Pro 具有疲劳敏感编辑功能，可以将耐久性能测试的速度提高 2 到 10 倍。一旦确定了每个部件的载荷信号，就可以使用虚拟试验系统所基于的物理测试系统来进行部件测试。此外，RPC Pro 中的各种补偿技术，如峰-谷补偿、自适应逆补偿和 RPC 迭代，可用于确保在物理测试期间准确实现所需的载荷条件。
MTS 对虚拟测试的持续探索表明，它是在开发物理零件或样车之前准确预测部件载荷的有效方法。获得这些计算出的载荷后，可以使用相同的 RPC Pro 工具和技术来创建和执行所需的物理测试，以验证其准确性以及车辆模型的准确性。有效的虚拟测试对车辆开发的潜在影响相当大。准确的预测载荷和随后的早期物理测试将很大限度地减少部件和子系统返工，减少对多个样车的需求，并加快设计验证的速度。此外，物理测试的作用也将不断发展：尽管仍需要执行测试，以对车辆设计进行最终验证，但测试将越来越多地进行定制，用于验证车辆模型的准确性。最后，虚拟测试将促进分析与物理测试学科和文化的整合，并通过共享工具、流程和经验让效率再上一个台阶。
