碰撞模擬
關注創建者：CAE技術學習 創建時間：2018-12-28
碰撞模擬的視頻教程
仿真干貨｜云端CAE實戰——OpenRadioss物品碰撞模擬分析
前處理→求解→后處理， 1個視頻，用“物品碰撞模擬分析”案例， 帶您從0開啟全流程高性能仿真云端實戰！
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基于Abaqus模擬汽車碰撞剛性墻面的仿真實例（附帶詳細cae模型）
本實例是基于Abaqus模擬汽車碰撞剛性墻面的仿真實例 ,本視頻包含全流程建模步驟涉及到分析步的設置,在動力顯性下完成,材料塑性參數截面的設置,邊界載荷施加等,結果處理方面包含提交計算,結果查看等,附帶詳細涉及的模型,有需要的同學可自行下載查看。后面的步驟較為詳細，可以自行放慢視頻觀看學習，有問題可以私聊咨詢，可以觀看視頻的同時對照模型自行建立。
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Hypermesh聯合LS-DYNA線上仿真培訓計劃
第一場 LSDYNA介紹 1.LSDYNA簡介 2.單位制度及換算技巧 3.K文件構成及K文件編輯方法 4.接觸算法及接觸類型 5.單元類型 6.剛體 材料類型 第二場：碰撞和跌落實例模擬操作講解 保險杠碰撞，掌握hypermesh聯合lsdyna保險桿碰撞模擬建模方法 跌落模擬，掌握hypermesh聯合lsdyna跌落模擬建模方法 第三場：流固耦合實例講解 平板落水模擬
￥100 1小時41分鐘 1263播放
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碰撞模擬的實例教程
以一起人車交通事故為研究對象，運用多剛體動力學方法建立了事故車輛的仿真模型，在MADYMO軟件中對整個事故碰撞過程進行了仿真再現，研究了行人碰撞后的動力學行為和傷害情況，計算得出碰撞車速為正確鑒定事故起到了輔助作用。最后仿真結果與實際情況比較，初步驗證了仿真方法和模型的可行性。http://articles.e-works.net.cn/CAE/Article87997.htm
本文介紹MADYMO最著名的應用 － 正面碰撞模擬。經過三十年多年不斷更新完善，該模型匯集了十分豐富實用的建模方法，代表當今碰撞安全分析領域的最新技術和卓越的計算效率，為眾多MADYMO 用戶提供了非常有參考價值的模板。
MADYMO正面碰撞模擬（一）
http://articles.e-works.net.cn/CAE/Article87869.htm
MADYMO正面碰撞模擬（二）
http://articles.e-works.net.cn/CAE/Article87873.htm
展開 本章介紹MADYMO最著名的應用 － 正面碰撞模擬。經過三十年多年不斷更新完善，該模型匯集了十分豐富實用的建模方法，代表當今碰撞安全分析領域的最新技術和卓越的計算效率，為眾多MADYMO用戶提供了非常有參考價值的模板
MADYMO_正面碰撞模擬.pdf
雖然汽車碰撞試驗對車型以及被動保護裝置的最終認證和鑒定必不可少，但其試驗準備工作費用和試驗所需費用都十分昂貴，同時受隨機因素以及環境和技術手段的影響，試驗結果尚存在不夠穩定和有些動態數據獲取困難的問題，而且可重復性差。國外相關研究表明，汽車的碰撞過程進行計算機模擬，不僅能預測汽車結構本身的耐撞性能，能同時實現在車輛開發進程中較好的預測其被動安全性能，利于減少實車碰撞試驗次數，節約經濟成本，加快新車型開發速度。
據了解，在我國的各類交通事故中，大約有三分之一是側面碰撞。側面碰撞的致死率則居第一位。側面碰撞也是汽車碰撞的一種常見形式，在汽車側面碰撞中，沒有像在正面碰撞中發動機艙和前縱梁那樣的吸能機構，碰撞能量主要靠車門和車立柱的變形來吸收。如下圖所示為汽車側面碰撞有限元模型。
本次側面碰撞選用移動壁障與試驗車進行碰撞模擬仿真試驗，本次側面碰撞是用移動壁障90°側面碰撞汽車進行的模擬，即移動壁障車中線與汽車中線的夾角為90°。模型中應盡量使用真實材料類型，考慮到本文的參考特性，本文模型進行了材料簡化，汽車采用LS-DYNA中的1號elastic材料，避障車采用20號剛體材料本構關系，具體設置如下：
求解之前模型還需要進行其他的設置，比如：剛性墻所有的轉動均被約束；碰撞接觸算法采用LS-DYNA程序中的自動單面接觸算法；對避障車施加撞擊的初始速度；設置計算終止時間等等。
下圖為移動壁障車中線與汽車中線成90°角碰撞結果各時刻序列圖。從圖中可以看出，車門發生了較大的變形。碰撞過程中，汽車有一定的橫向滑移，而且，汽車發生了“甩尾"的現象。
碰撞過程中的主要吸能部件為車門，車門發生了很大的變形。碰撞結束時，可能會出現車門打不開，而導致乘員無法逃生。車門變形侵入乘員艙，對乘員空間產生了很大的影響。
展開 汽車安全性有主動安全性和被動安全性之分，汽車碰撞和乘員保護屬于汽車的被動安全性范疇。
汽車碰撞安全標準中包含五個方面的內容，即：前撞，后撞，側撞，頂部壓垮（Roof crash）和側門強度（Side door strength）。
汽車碰撞是一個高成本的試驗項目，而由于試驗結果不符合要求重新對設計進行修改耗費的時間和成本更是無法估算。計算機硬件和軟件的發展，為汽車碰撞的計算機仿真模擬提供了條件。汽車碰撞的計算機仿真模擬，一般采用顯式非線性動態分析軟件（如DYNA-3D）。
碰撞仿真模擬要做到與試驗結果的完全吻合，是一項非常艱巨的工作。為了使分析模型與試驗樣車保持一致，除了白車身之外，汽車的許多系統都應包括在內。
汽車正面碰撞模擬分析分為帶乘員約束系統和不帶乘員約束系統兩種方法，碰撞分析中汽車結構模型應包括：完整的白車身，包括前后風窗；保險杠系統，包括低速吸能系統；前門（帶玻璃）；發動機、傳動系統和固定零部件；排放系統；前懸掛系統；空調和散熱器；轉向系統；儀表板固定梁；輪胎模型等。乘員約束系統包括駕駛員座椅系統，假人模型、安全帶、安全氣囊等,假人模型必須經過標定。
在不帶乘員約束系統結構碰撞方案中,考核的目標主要是轉向系統的運動(主要是指方向盤的上下、前后和左右運動位移)、腳踏板的前移量和后門檻梁（ROCKER）的速度曲線。
乘員損傷評估必須在帶乘員約束系統的模型中實現，乘員損傷評估標準主要包括頭部和胸部的加速度，腳踏板的前移量用來評價膝蓋的損傷。一輛設計優良的汽車，在乘員保護方面必須達到安全標準。
展開 零件被分解成元素，這樣關鍵特征的表示與元素大小對模擬處理時間的影響。 主要結構的材料數據組件是通過從車輛零件中取出的樣品進行試樣測試獲得的。 來自材料測試、適當的應力和應變值被確定為包括在模型中碰撞模擬中的擠壓行為分析。
數值模型：
結果對比：
附件為整車碰撞模型。
碰撞模擬的最新內容
1.1的真實物理交互
內置MuJoCo、Bullet、ODE等5款主流物理引擎
精準模擬碰撞、抓取、軟體交互、繩索布料等復雜場景
為Sim-to-Real提供堅實的底層物理支撐
1.2專為算法訓練與“腦干協同”設計
合成數據工廠可自動生成深度、語義、力覺等標注數據
支持正逆運動學求解，適配分支、閉環、冗余自由度等復雜機構
集成OMPL庫，可實現靈活高效的路徑與運動規劃
例如汽車整體碰撞模擬、飛機整體碰撞模擬，其模型和網格劃分占比接近90%，相當花費時間。
如果AI集成到CAE軟件中，你告訴他給我劃分一個漂亮的網格，他自己給你搞定，那么AI就完美了，顯然，目前的AI是不可能的。
人形機器人安全測試平臺
核心價值：填補行業安全測試空白，包含三大核心模塊：
擬人化碰撞測試裝置：模擬人體軀干、頭部碰撞，精準測量沖擊力與傷害等級；
摔倒保護測試系統：可控角度跌落（-15°~90°），檢測結構強度與應急恢復能力；
柔順力控驗證臺：量化 0-500N 力控精度，確保人機交互時的安全性與舒適性。
（四）動態加載與模擬設備：復雜工況下的耐久性驗證設備
模擬動態載荷、碰撞等極端工況，測試座椅結構穩定性與安全性，補充耐久性測試。
六自由度振動臺：模擬整車路譜振動，測試座椅隔振性能與動態疲勞強度。
沖擊/碰撞模擬試驗臺：模擬碰撞工況，測試座椅關鍵部位沖擊強度，保障駕乘安全。
H點人體模型/假人加載系統：按人體工程學施加載荷，確保測試貼合實際，符合法規要求。
技術方案：
LBM（格子玻爾茲曼方法）求解器：基于微觀粒子模型，將流體空間離散為規則的格子結構，通過跟蹤流體粒子在格子間的碰撞和遷移來模擬流體流動。
如圖2所示，正面碰撞分析工況。模擬車輛在正面發生碰撞時，座椅對乘客的保護效果。分析重點包括座椅的吸能性能、安全帶的約束效果等。其他工況還包括后碰、頭枕沖擊、20G沖擊、鞭打等。
振動分析主要考察車輛行駛過程中的振動會對座椅的舒適性和乘客的乘坐體驗產生影響。通過仿真分析，可以評估座椅在不同振動頻率和振幅下的響應特性，并進行相應的優化設計。
振動測試臺能模擬車輛怠速、高速行駛、顛簸路等不同工況的振動頻率與振幅，通過垂直、水平方向的振動載荷，檢測屏幕是否出現觸控漂移、顯示閃爍、邊框松動、排線脫落等問題；沖擊試驗機則可施加瞬時沖擊力（10~50G 沖擊加速度），模擬突發碰撞或路面坑洼沖擊，考核屏幕面板的抗沖擊能力與內部元件的穩定性，確保突發情況下屏幕仍能保持基本功能。
如圖2所示，正面碰撞分析工況。模擬車輛在正面發生碰撞時，座椅對乘客的保護效果。分析重點包括座椅的吸能性能、安全帶的約束效果等。其他工況還包括后碰、頭枕沖擊、20G沖擊、鞭打等。
圖2正碰工況
振動分析主要考察車輛行駛過程中的振動會對座椅的舒適性和乘客的乘坐體驗產生影響。
如圖2所示，正面碰撞分析工況。模擬車輛在正面發生碰撞時，座椅對乘客的保護效果。分析重點包括座椅的吸能性能、安全帶的約束效果等。其他工況還包括后碰、頭枕沖擊、20G沖擊、鞭打等。
圖2正碰工況
振動分析主要考察車輛行駛過程中的振動會對座椅的舒適性和乘客的乘坐體驗產生影響。
也可以創建自定義PSD載荷；
create_frf：創建掃頻分析工況，可以指定掃頻范圍、掃頻方向、掃頻幅值等；
create_z_shock：創建加速度沖擊工況，模擬部件承受正弦波加速度載荷工況，可以使用加速度載荷激勵，也可以使用重力場載荷激勵；
create_xy_shock：創建X向與Y向模擬碰撞工況
