車輛碰撞仿真的案例
維克弗里斯特大學基于 HyperWorks開發車輛碰撞仿真的人體模型
行業：高校/科研，汽車
挑戰：汽車碰撞仿真中的有限元人體模型的開發
Altair 解決方案：采用HyperMesh、HyperMorph和RADIOSS進行開發及驗證
優點“計算人體模型模擬，可以使評；估更加接近于現實，從而改進；工程設計，以防止車輛碰撞時造成的潛在人體損傷。
項目介紹
維克弗里斯特大學（Wake Forest University）是一所在生物醫學科學和生 物工程領域領先的研究型大學，為學生和教師提供了個人和專業成長的優異機 會。
該大學醫學院的損傷生物力學中心（CIB）研究汽車碰撞造成的損傷，更 加深入了解損傷人體的耐受性，幫助工程師制定更加健全的安全對策。自 2006 以來， CIB 的 Joel Stitzel 和 Scott Gayzik 博士一直是全球人體建模協會 （GHBMC）的主要研究人員，GHBMC是一個國際性的協會，包括汽車制造商、 供應商、研究型大學及政府機構，旨在提高碰撞仿真中人體建模技術。
挑戰
計算模型的建立是損傷生物力學和創傷研究的一個不斷增長的組成部分。 詳細的人體模型的數學建模，可以準確模擬人體在真實情境中的碰撞損傷情況， 有助于進行設計改進，以幫助防止發生潛在的人體受傷。開發詳細人體模型的 第一步是在數學上量化基本的人體器官、骨骼及身體的四肢這些會受創傷的部 分。由此產生的醫學圖像數據必須準確地代表了一系列的汽車乘員：成人（男 性和女性）、幼兒（3-6 歲）和嬰兒。其次，人體數據必須進行離散化，以產 生精確的一系列的有限元（FE）模型，這些不同的身體系統的有限元模型，集 成為整個人體模型。最后，整個人體模型必須在汽車碰撞模擬乘員和行人的影 響條件進行驗證。
展開 超高車輛與立交橋梁碰撞的高精度非線性有限元仿真
超高車輛和立交橋梁之間的碰撞事故屢見不鮮,深入研究車2橋碰撞機理,為提出車2
橋碰撞橋梁損害計算方法奠定基礎,具有重要的現實意義。基于高性能非線性有限元,對超高
車輛2立交橋碰撞進行了高精度仿真分析,并對不同車速導致的橋梁損害情況進行了討論。分析
結果可為深入研究車2橋碰撞問題提供參考。
Truck_Impact_SJZ[1].pdf
ANSYS最新話題：碰撞，粉碎和飛濺 - 為什么安全性對自動駕駛車輛仿真至關重要
碰撞，粉碎和飛濺 - 為什么安全性對自動駕駛車輛仿真至關重要：http://www.ansys-blog.com/safety-critical-autonomous-vehicles/?utm_campaign=coschedule&utm_source=facebook_page&utm_medium=ANSYS,%20Inc.&utm_content=Crash,%20Smash%20and%20Splash%20-%20Why%20Safety%20is%20Critical%20for%20Autonomous%20Vehicles
展開 基于RADIOSS和HyperCrash的電動車組碰撞仿真
根據上述工況及有限元模型，采用 RADIOSS 顯式求解器進行求解，并用 HyperView 查看碰撞結果。碰撞過程 中，車體與可變形障礙物隨時間變化的變形圖如圖 4 所示。
整個碰撞過程中，前端緩沖器僅僅壓縮 8mm，吸收能量很小，前端車鉤與障礙物不發生接觸，不吸收能量，由 于車體剛度較大，大部分碰撞能量被可變形障礙物吸收。頭車的塑性應變云圖如圖 5 所示，紅色為塑性應變大于 10% 的區域，從圖中可以看到，車體前端發生很小的塑性變形，對車體整體結構幾乎沒有影響。因此，司機及乘客的生存 區沒有受到影響。圖 6 為頭車的位移云圖。
結論
根據 EN15227：2008 標準中規定的碰撞工況，以某鋁合金電動車組車體結構為載體，應用 Altair 公司碰撞仿真 軟件 HyperCrash 和 RADIOSS 進行大變形碰撞仿真，并以碰撞過程中車體結構的塑性變形、司機和乘客的生存空間 和平均加速度等情況為基準，評估了該列車的安全性。可以較準確高效的實現動車碰撞仿真，很好地評估并保障列車 的碰撞安全性。因此，該仿真方法可以在軌道車輛的碰撞仿真中得到廣泛的應用。
展開 
基于RADIOSS和HyperCrash的電動車組碰撞仿真
在碰撞過程中，列車的碰撞能量主要集中在車體前端結構部分，而前端結構也同樣具有載客能力，需要同時考慮司機和乘客的安全，所以耐撞性對于頭車車體尤為重要。為提高計算效率，建立頭車車體前面部分模型，后面部分及其他7輛車體用質點模擬。有限元模型建立如下：
根據上述工況及有限元模型，采用RADIOSS 顯式求解器進行求解，并用HyperView 查看碰撞結果。碰撞過程中，車體與可變形障礙物隨時間變化的變形圖如圖4所示。
整個碰撞過程中，前端緩沖器僅僅壓縮8mm，吸收能量很小，前端車鉤與障礙物不發生接觸，不吸收能量，由于車體剛度較大，大部分碰撞能量被可變形障礙物吸收。頭車的塑性應變云圖如圖5所示，紅色為塑性應變大于10%的區域，從圖中可以看到，車體前端發生很小的塑性變形，對車體整體結構幾乎沒有影響。因此，司機及乘客的生存區沒有受到影響。圖6為頭車的位移云圖。
結論
根據EN15227：2008標準中規定的碰撞工況，以某鋁合金電動車組車體結構為載體，應用Altair公司碰撞仿真軟件HyperCrash和RADIOSS進行大變形碰撞仿真，并以碰撞過程中車體結構的塑性變形、司機和乘客的生存空間和平均加速度等情況為基準，評估了該列車的安全性。可以較準確高效的實現動車碰撞仿真，很好地評估并保障列車的碰撞安全性。因此，該仿真方法可以在軌道車輛的碰撞仿真中得到廣泛的應用。
展開 基于RADIOSS 和HyperCrash的電動車組碰撞仿真
圖2 電動車組碰撞工況
在碰撞過程中，列車的碰撞能量主要集中在車體前端結構部分，而前端結構也同樣具有載客能力，需要同時考慮司機和乘客的安全，所以耐撞性對于頭車車體尤為重要。為提高計算效率，建立頭車車體前面部分模型，后面部分及其他7輛車體用質點模擬。有限元模型建立如下：
圖3 電動車組碰撞有限元模型
根據上述工況及有限元模型，采用RADIOSS 顯式求解器進行求解，并用HyperView 查看碰撞結果。碰撞過程
中，車體與可變形障礙物隨時間變化的變形圖如圖4所示。
圖4 碰撞過程車體及障礙物變形圖
整個碰撞過程中，前端緩沖器僅僅壓縮8mm，吸收能量很小，前端車鉤與障礙物不發生接觸，不吸收能量，由于車體剛度較大，大部分碰撞能量被可變形障礙物吸收。頭車的塑性應變云圖如圖5所示，紅色為塑性應變大于10%的區域，從圖中可以看到，車體前端發生很小的塑性變形，對車體整體結構幾乎沒有影響。因此，司機及乘客的生存區沒有受到影響。圖6為頭車的位移云圖。
圖5塑性應變云圖 圖6 位移云圖
結論
根據EN15227：2008標準中規定的碰撞工況，以某鋁合金電動車組車體結構為載體，應用Altair公司碰撞仿真軟件HyperCrash和RADIOSS進行大變形碰撞仿真，并以碰撞過程中車體結構的塑性變形、司機和乘客的生存空間和平均加速度等情況為基準，評估了該列車的安全性。可以較準確高效的實現動車碰撞仿真，很好地評估并保障列車的碰撞安全性。因此，該仿真方法可以在軌道車輛的碰撞仿真中得到廣泛的應用。
展開 車輛碰撞分析指南（四）
長篇連載---（四）
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車輛碰撞分析指南（二）
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自動駕駛車輛仿真模擬軟件盤點 附車輛工程仿真下載
下載地址：車輛工程仿真
車輛碰撞分析指南（一）
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車輛碰撞分析指南（三）
長篇連載---（三）
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車輛碰撞分析指南（二）
長篇連載---（二）
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基于HyperStudy行人與車輛碰撞腿部傷害分析
關鍵詞：汽車安全 行人保護 小腿碰撞 HyperStudy 實驗設計
1 引言
近年來與行人有關的人車碰撞安全問題，已經成為車輛安全性能開發的熱點[1]。據日本調查統計，在非致命的汽車與行人碰撞交通事故中，下肢損傷占40%[2]。為了降低行人腿部所受的傷害通常在車輛前端增加防護結構吸收行人腿部的碰撞能量，來減輕行人腿部所受傷害。腿部防護結構的材料、厚度及相對與小腿模型的碰撞位置關系均對行人小腿傷害產生影響。因此本文利用HyperStudy軟件對影響小腿傷害值的關鍵參數進行DOE實驗設計，通過分析找出主要影響參數進而進行設計改進。
2 Study模型建立
本文首先利用Altair公司HyperMesh軟件進行行人與車輛有限元仿真模型搭建，如圖1所示。建模時僅考慮前端結構對小腿碰撞的影響，基本網格尺寸控制在5mm×5mm[3]。
將搭建好的有限元模型導出.K文件格式并利用LS-DYNA求解器進行計算。因此在HyperStudy中需要配置LS-DYNA求解器執行腳本，并設置求解器輸入相關要求，包括存儲路徑、CPU個數設置、運算內存設置。
2.1 設計變量定義
腿部防護結構通常由前橫梁吸能泡沫和安裝在發動機底部護板上方的塑料支撐件組成，吸能泡沫壓縮剛度及支撐件的X向剛度的設計尤為重要。另外小腿碰撞模型與車輛前端第一接觸時刻，小腿底部離地面間隙也會對小腿傷害產生一定影響。如圖2所示，黃色部分為小腿沖擊模塊、綠色部分為緩沖塊泡沫、藍色部分為下支撐件。
因此考慮以上因素，選取DOE設計變量為小腿底部離地面間隙H、吸能泡沫密度RO、發動機底部支撐件厚度T。
展開 基于lsdyna車輛正面100%碰撞剛性墻簡易模擬 ￥15
在汽車碰撞事故中,正面碰撞發生的幾率是最大的。本案例利用Hypermesh和LS-DYNA對汽車正面碰撞做了簡易的模擬。不同的工況，碰撞完成的時間是不一樣的。一般從接觸開始碰撞到碰撞完成，正碰的時間是0.1秒；偏置碰是0.14秒；側碰是0.12秒。
100%正面碰撞結果動畫
正面碰撞接觸力隨時間變化曲線
正面碰撞過程中各部件動能及內能變化曲線
本案例模型見收費內容部分，凡購買本案例的朋友，結合附件中的模型及相關操作說明在仿真操作上還有什么疑問，請與我溝通交流。
展開 自動駕駛車輛仿真-MSC 軟件總裁兼首席執行官 Dominic Gallello 對自動駕駛車輛仿真構架模塊的思考
我們需要重點關注哪些因素，才能讓無人駕駛車輛像當今的手機那樣實現“預期”技術？MSC 軟件花費了大量的時間來完善軟件工具，以幫助工程師通過計算機仿真來設計更快速、更輕便且更安全的車輛。但是，要從仿真由人駕駛的汽車過渡到仿真由車輛控制中樞駕駛的汽車，還需要彌補當今車輛設計過程中的巨大空
白。
由于無人駕駛車輛既新穎又復雜，因此需要對無數不同汽車品牌之間的車輛間通信進行規范。例如，福特貨車與豐田轎車之間的通信。同時還必須處理仍與其他道路基礎設施（例如路燈、道路標志等）進行互動的各種外部傳感器輸入的數據。
為預測無人駕駛車輛的性能可信度并確保安全，汽車公司已擴大了其仿真技術的使用范圍并采用了新技術。
MSC 軟件預測，以下五種構架模塊將成為無人駕駛車輛整體仿真成功的關鍵。
由脫機到實時
當涉及到對日益復雜的汽車系統進行真實性驗證時，實時仿真絕對是關鍵所在。盡管脫機解決方案仍能夠繼續解算擁有極高復雜度的精密模型，但以下兩個主要原因使得對實時仿真的需求不斷增加。
首先，將虛擬模型與物理硬件（例如傳感器、控制器、駕駛模擬器等）相連的要求，即所謂的硬件在環。這些實物資產有著限定的通信速度，并且相關的仿真模型必須能跟得上這一通信速度。實物與仿真世界之間的連接是實時模型的定義。
其次，車輛開發（包括動力學）的傳統目標是對設備進行驗證。而人類駕駛員，無論是對測試指令按部就班還是對各種情況當機立斷，都不會被視為一個需要進行驗證的“系統”（除進行駕照考試之外）。
自動駕駛車輛概念從一開始就徹底推翻了這種模式。現在，“駕駛員”無疑是車輛中最為復雜的系統，同樣必須對其進行驗證。不妨試想一下，自動駕駛的校車“司機”需要經歷多少個場景的仿真測試才能被認為是安全可靠。
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