碰撞假人数学模型构建的基本要求

碰撞假人数学模型的基本要求

在汽车安全CAE分析中,假人模型的性能 (Performance) 是至关重要,主要由以下几个指标评定:

1)在相同载荷情况下,对比数学模型的响应与物理假人响应的相似程度,不仅要考虑injury values,还要考虑时域信号的形状,峰值时刻,脉宽,等等诸多指标。例如:头部加速度,如果头部加速度的起始时刻、峰值大小/时刻、脉宽、波形形状相差甚远,尽管HIC值可能很接近,工业界也不会接受此Dummy Model,因为这些指标都反映某种物理过程,缺乏对物理过程的详实再现,这种模型是无法使用的。

2. 计算效率 (Efficiency)
由于约束系统集成(restraint system integration)开发中涉及诸多的部件,如:安全气囊(airbag)、安全带(seatbelt)、方向盘/转向柱(Steering wheel and column)、座椅(seat)、膝垫或护膝板(knee bolster)等等,所有这些部件的技术参数需要系统集成,往往涉及大量的参数灵敏度分析(Sensitivity sstudy using DOE)和性能优化设计(Optimization),以寻找成本最低、性能最优、最稳定(robust)的约束系统。根据问题的规模,通常需要成百上千次计算,上万次也不足为奇。

正因为如此,CAE Dummy Model的计算效率是工业界非常关心的问题。试想一下,一个模型需要5-10个小时计算一个方案,而另一个模型只需要20-30分钟,计算效率对企业而言就是是效益,工业界的选择是不言而喻的。

与效率直接相关的是模型的稳定性,试想,如果一个计算已经进行了10个小时,马上就要出计算结果时,却由于negative volume而崩溃。这10个小时的损失对整个开发进度的影响是巨大的,而且是不可挽回的

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