车辆碰撞仿真工程师成长手册

文 / 莫嗔堂堂主

碰撞仿真

在做车辆碰撞仿真工程师之前，我还做过一些其它工作，多数都是与仿真分析或者数值模拟相关。研究生刚毕业时在客车行业做的CAE分析师，主要是客车结构相关分析。回学校读博，数值模拟集中在显式动力学（成形过程）与结构优化（设备设计）方面。毕业再出来工作，就是机械设计与仿真分析相关。分析的有几种，汽车领域的有结构，模态，疲劳，谐响应，随机振动等，家电行业还算过洗碗机内胆的结构与包装跌落等内容。这些都是铺垫，然后是目前的这份仿真相关的工作，汽车碰撞。不管是CAE（计算机辅助工程）还是仿真（Simulation）工程师，其实做的工作都相差不大，只是名字不同而已。这里咱们只谈在实际工作中的内容，不是名字的定义范畴。今天也谈谈如何做好车辆碰撞仿真分析的工作，以及自我修炼与成长的过程。

基础知识：法规

对于碰撞仿真来说，绕不开的一定是那些法规，各个国家有各个国家的法规、规程与保险细则等。法规是强制的，必须满足，而各种规程（此处主要指各种NCAP），则是各个主机厂仿真的主战场。如欧洲的Euro-NCAP，中国的C-NCAP等等，都是我们要考虑的。别的国家都会有，要看主机厂主要的出品对象是哪里。对于保险细则，用得比较多的是美国的高速公路保险细则IIHS，中国的CIASI相关内容制定就参照了部分这个细则。

基础知识：软件

对于软件，就是一个仿真的工具，相信大家都用到或者听说过很多。比如有在客车行业的时候，用的是IDEAS做前中后处理，或者Hypermesh建模，而计算用Nastrun，后处理用Hyperview。在学校时，用Abaqus/Explicit或者Standard做显式与隐式分析。在上家单位则是比较完善的一个流程，用Ansys/Workbench的分析流来做统一分析，很方便。而目前的软件，相信很多主机厂都在用，前处理是Ansa，后处理是Animator。这些软件都是工具，用起来总体流程都一样，只是个别操作习惯不同而已。每个软件有每个软件的特点与长处，没必要说哪个好哪个坏，都是一个工具，习惯了都是高手。

基础知识：系统

说到系统，有的地方可能是用Linux系统搭建他们自己的计算平台，因为Linux系统稳定、高效。实话说，我也非常喜欢这个系统，开始用起来感觉很呆板，但是习惯了之后发现，简单、直接，符合我的性格。就像开始用vim/gvim调模型文本感觉很别扭，但是用熟练了之后，就知道是神器一样。有的主机厂搭模型是手动搭的，各个部件，然后是总成，最后合车，里边涉及到很多内容，如号码范围，焊点处理，焊缝处理等等。有的地方是采用集成化的方法，用的是一种仿真平台，如MSC Software 公司推出的 MSC SimManager，包含了产品的完整仿真流程（从产品设计、仿真方法、模型、分析结果，直到产品生产）。

工作过程就如同我们第一节仿真分析的课程指引：一根悬壁梁，一面固定一面加载，建个模型，然后计算，最后看看结果。总体的仿真分析都是这样的套路，只不过根据分析的内容不同，过程中所涉及到的知识与技巧会不同。如一个简单的结构分析就不需要太多的投入，只在软件里进行一般的操作就足够了。而对于车辆的碰撞仿真则不同，我们在软件中操作只是一个部分，导出文件后，我们还需要在文本中进行一些操作，如对比新老模型，编辑与合并等。因为模型的复杂度高，会导致软件不能正常输出一些内容，而且这些都是比较常见的，所以我们要仔细在文本中修改。文本中操作熟练后就会发现这样做的优点，方便直接，不容易出错，就跟Linux系统一样，简单高效。导出的错误，如Ansa这个软件，这个被公认为汽车行业前处理比较牛的软件，在导出的文件中会莫名其妙更改一些内容，如在set名加点儿东西，在螺栓性能定义的地方加个ｍ等。

提交计算就简单了，或者导出个文件，导到Nastrun里去或者直接在计算平台提交计算。但是我们也要时刻注意，很可能是模型或者系统原因导致半路计算失败。失败了也不要紧，很多时候，我们就是需要一些失败来提高自己的水平。在仿真分析的过程中，失败才是真正的老师，见识的多了，我们处理错误的能力才能提高。没有哪个天才是一气呵成，直接出结果的。即使有，很可能系统也会出点儿问题，让大家清醒清醒。比如我在读博时计算的东西，前几个月就是计算错误，无论我怎么努力，哪怕是原样搬过来师兄弟算过去的模型，也同样会报错。最后也不知道是什么原因，突然有一天就算过去了，一直到我毕业，也都没再出过那样的错误。如果换做现在的我，应该不对硬钢了，应该会对比一下文本，看看到底哪里出问题。这也正说明了这些年我没有白混，还是有一点儿小进步的。

在机械仿真这个行业，我们需要不断积累自己的水平与能力，对于日常的知识，我们要刻意去记录。我用得比较多的就是思维导图，如Linux系统操作的，有关于vim/gvim操作的，有日常更改哪个是基于哪个的，也有日常工作的一些杂项。一般人的记性都没有想象中那么好，所以我们还是做好记录为妙。对于模型的一些问题，需要检查的方面很多，我们很可能会漏掉那一项两项，而这一项两项就很可能导致计算失败，所以我们需要做一个检查列表，这些是防遗忘的好办法，至少对我是这样的。比如我更改部分模型然后计算，我就会看Checklist，是否更新了相应节点与单元号，是否更新了相关set，是否在文本里改正了常见的输出错误等等。通过这种Checklist的方式，能为我们节省大量宝贵时间。最后，如果有需要Linux操作或者vim/gvim门操作思维导图的同学，请留邮箱，我会把高清pdf送给大家。

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