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在整車被動安全仿真中，一個被低估卻至關重要的環節是：碰撞開始之前，假人究竟坐得對不對？

假人的初始姿態直接影響約束系統載荷路徑、氣囊展開時序以及損傷預測結果。傳統手工擺姿方式耗時長、一致性差、難以批量復現。戴西CAxWorks.VPG（Virtual Proving Ground）車輛工程仿真軟件作為業界領先的預處理工程軟件，通過幾何調整、動態求解、發泡預壓和機構自動識別四大技術模塊，將這一工作從"玄學"變為可量化、可自動化的工程流程。

PART/1

假人幾何姿態調整

幾何調整是假人入座的第一步，也是整個姿態流程的基礎。VPG 提供了完整的多關節聯動旋轉體系，工程師可在三維環境中直觀地操控假人各關節角度，同時系統在后臺實時檢測各部位與車內結構（座椅、方向盤、儀表板、門板等）之間的穿透情況。

1全空間平移定位

可通過 H 點坐標、參考點選取或拉伸操作調整，支持假人多位置保存與快速切換，高效完成假人空間位置與初始姿態調試。

2多部位靈活調整

調通過鼠標三鍵或輸入角度可精準旋轉，自帶止停角限制，支持對稱 / 反向旋轉與一鍵重置初始姿態。

3多關節聯動旋轉

調整骨盆傾角時，脊柱、頭頸、上肢自動跟隨重新定向，保持整體姿態的生物力學一致性。

4實時穿透檢測

調整過程中自動檢測假人與周邊結構的干涉區域，配合自動修正算法調整不合理干涉。

幾何調整核心優勢

1.兼容 OEM / 供應商假人初始位姿文件直接導入，無需重復建模，縮減前處理工作量；

2.假人軀干、四肢全維度靈活調控，可視化操作界面直觀便捷，大幅降低上手門檻；

3.生物力學多關節聯動調整，全程保障姿態合理性，完美貼合真實人體運動邏輯；

4.實時檢測穿透，有效降低仿真系統誤差，全面提升結果可信度與合規性。

PART/2

假人動態姿態調整

假人部件的位姿調整精度，直接決定仿真前處理效率與最終模型的有效性。幾何調整僅可適配系統可識別的假人模型，面對 THUMS 等無身體部件注釋信息的假人，單獨移動局部部位極易引發單元穿透問題，不僅返工周期長、操作容錯率低，更無法保障仿真結果的可靠性。

VPG 作為業界領先的預處理工程軟件，依托自研動態調整核心技術，可自由拖拽對應假人部件至目標位姿，經求解器精準計算后自動輸出 dynain 文件，一鍵生成合規可用的最終調整模型，徹底破解特殊假人模型的調整壁壘，將高難度姿態調整轉化為標準化、高可控、高效率的工程操作。

"動態求解提供了更高效、便捷的假人姿態調整方法 — 不同的模型、不同的姿態，都可以求解器計算調整，而非依賴工程師經驗。"

動態調整的四步求解流程如下：

可配置時間步長 · 阻尼系數 · 摩擦接觸參數

相比傳統純幾何調整方式，動態求解的優勢十分顯著：

PART/3

座椅發泡預壓處理

座椅在乘員入座后會產生顯著的變形與預壓縮，若在碰撞仿真中忽略這一初始狀態，座椅中泡沫材料將從未變形狀態開始響應，導致接觸力和能量吸收特性嚴重失真。VPG 的發泡預壓模塊專門解決這一問題。

• 采用"靜力抬升 → 重力下壓"兩階段算法，精確再現乘員坐下過程中座椅的壓縮路徑
• 支持 MAT_LOW_DENSITY_FOAM等 LS-DYNA 主流座椅材料模型
• 預壓收斂判據可配置：基于體積變化率或節點位移雙重標準；
• 預壓完成后自動導出包含初始應力場的 stress-initialized 模型；
• 支持多區域獨立預壓（坐墊區、靠背區分別設置壓縮率）；

1泡沫網格準備

自動識別座椅發泡部件，提取自由曲面作為接觸主面，檢查網格質量并修復翻轉單元。

2施加目標預壓力

根據假人體重（對應百分位）自動計算坐墊/靠背的目標壓力分布，施加均布或體重分布載荷。

3靜力求解與收斂

隱式靜力求解器迭代至收斂，輸出節點位移場與初始應力場（d3plot + dynain 格式）。

4寫入碰撞主模型

將預壓變形后的泡沫幾何與初始應力一并寫入碰撞仿真模型，保證碰撞零時刻的接觸邊界準確。

座椅發泡預壓對追尾工況（Rear Impact / Whiplash）的仿真精度影響尤為顯著：未預壓的座椅靠背剛度往往被高估 20%～40%，直接影響頭頸部損傷預測結果。

PART/4

座椅機構自動識別與調整

現代汽車座椅集成了前后滑道、坐墊升降、靠背傾角、頭枕高度等多個自由度的調節機構。在 CAE 模型中，這些機構由數百個零件、鉸鏈、約束和焊接關系構成，手工調整極易破壞結構完整性。

VPG 的座椅機構自動識別模塊通過拓撲解析算法，自動理解 CAE 模型中座椅各部件之間的運動學關系，并在完成假人姿態調整后自動驅動對應機構運動至目標狀態。

座椅機構自動識別全流程

1Part 拓撲解析

自動識別滑道導軌、鉸鏈節點、焊接連接，構建座椅運動學樹形結構，無需手工定義。

2多自由度機構聯動

前后位置、坐墊高度、靠背角度、頭枕伸出量，一次輸入目標參數，全部聯動到位。

3假人自動跟隨

機構調整后，假人隨座椅聯動重定位，安全帶固定點、織帶路徑同步更新。

4多工況批量生成

定義參數掃描范圍（如前后滑道位置 ±40 mm），自動生成全套獨立工況模型文件。

智能機構識別的工程價值

1.徹底消除手工移動零件時的約束錯位與節點懸空問題，模型質量大幅提升；

2.與 VPG 假人調整模塊深度耦合：機構運動 → 假人跟隨 → 安全帶重路徑 → 預壓更新；

3.支持自動識別座椅組件與連接，兼容市面上絕大多數主流座椅 CAE 模型，無需二次開發；

PART/5

VPG 的綜合工程優勢

VPG 并不是一個單點工具，而是覆蓋碰撞仿真前處理全鏈路的工程平臺。以下六大維度展示了 VPG 區別于其他工具的核心競爭力：

1多求解器格式支持

原生支持 LS-DYNA、RADIOSS、PAM-CRASH、Abaqus等主流求解器格式，無縫嵌入現有仿真工具鏈。

2批處理自動化

內置 Python 腳本接口與命令行模式，支持用戶定制及批處理自動化。

3全球法規數據庫

持續更新覆蓋 ：GTR-9(2021)、ECE-127(2024)、GB24550、C-NCAP(2018)、C-NCAP(2021)、C-NCAP(2023)、C-NCAP(2024)、C-IASI(2020)、Euro-NCAP8.X、Euro-NCAP9.0、IIHS、J-NCAP 等法規要求，同步全球法規動態。

4全流程閉環集成

幾何→動態→預壓→機構→輸出在單一 GUI 內完成，消除多工具切換導致的數據傳遞誤差。

5可視化質量檢查

內置假人姿態報告生成器，自動輸出標準化 PDF/PPT 檢查報告，滿足 OEM 內部及外部審查要求。

6假人模型生態完整

兼容 Humanetics、4a impuls、FTSS 等主流假人有限元模型，支持 THOR、Hybrid III、WorldSID 等全系列。

從"能用"到"精準"，

VPG 重新定義了假人入坐的技術高度。

當每一個安全氣囊的觸發時序、每一條安全帶的預緊量都依賴于那個初始姿態時，我們沒有理由讓它成為仿真鏈條中最薄弱的一環。

*圖中描述是基于產品功能的典型場景，實際操作以工程師實際習慣和需求為準，該文章發布于2026年4月22日。

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