RADIOSS整車碰撞模型轉(zhuǎn)換方法的研究與應(yīng)用
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仿真分析是汽車碰撞安全性研究的重要手段。在汽車被動(dòng)安全性整車仿真分析中，常用的有限元仿真分析求解器軟件有LS-DYNA、RADIOSS、PAM-CRASH、ABAQUS等。由于多方面的原因，不同的企業(yè)以及各類研究機(jī)構(gòu)使用的仿真計(jì)算軟件不盡相同，所以在實(shí)際工作中，不同軟件模型之間的轉(zhuǎn)換問題不可避免。曾有諸多人員對PAM-CRASH模型和LS-DYNA模型之間的相互轉(zhuǎn)化做過研究分析，發(fā)現(xiàn)用不同求解器建立的模型的計(jì)算結(jié)果均非常接近，證明了使用PAM-CRASH和LS-DYNA不同求解器計(jì)算結(jié)果的相近性[1]。
在本文的分析中，針對上海汽車某項(xiàng)目，首先探討了某轎車從LS-DYNA向RADIOSS的轉(zhuǎn)換方法，然后針對RADIOSS格式的模型仿真分析結(jié)果與工程上的應(yīng)用，利用整車64KPH偏置碰、50KPH全寬正碰、以及50KPH的可移動(dòng)變形壁障等試驗(yàn)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。驗(yàn)證了RADIOSS求解器計(jì)算結(jié)果的在工程上的可行性，以及與試驗(yàn)結(jié)果的一致性。
1 整車FE模型的轉(zhuǎn)換方法
在某轎車碰撞安全性研究過程中，我公司已經(jīng)使用LS-DYNA軟件在整車開發(fā)各階段建立了整車碰撞有限元模型，并應(yīng)用于整車開發(fā)過程中，且在整車開發(fā)各個(gè)階段起到良好的設(shè)計(jì)指導(dǎo)作用。本文以此轎車完善的整車碰撞有限元模型為基礎(chǔ)，進(jìn)行從LS-DYNA格式到RADIOSS格式的轉(zhuǎn)換。模型轉(zhuǎn)換的主要步驟和內(nèi)容如圖1所示，完整并系統(tǒng)的介紹了整車模型從開始轉(zhuǎn)換到最終與試驗(yàn)驗(yàn)證的一系列過程，在此根據(jù)不同階段的特殊情況，對其中重要的步驟做以詳細(xì)的解釋。
1.1通過軟件的自動(dòng)轉(zhuǎn)換
首先，打開HyperWorks的HyperCrash模塊，選擇RADIOSS格式，如圖1中虛線框圖部分內(nèi)容所示，導(dǎo)入LS-DYNA格式的整車子模型文件。在導(dǎo)入的過程中，系統(tǒng)會(huì)提示LS-DYNA格式的材料將被轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的RADIOSS格式的材料，常用材料的轉(zhuǎn)換對照表詳見表格1。導(dǎo)入成功后，有必要對模型進(jìn)行初步的檢查，采用Model Checker功能，查看轉(zhuǎn)化成RADIOSS格式的模型是否有錯(cuò)誤，并注意檢查Warning信息主要內(nèi)容，然后再將此模型用指定的RADIOSS格式導(dǎo)出，形成*.RAD文件，從而實(shí)現(xiàn)模型文件格式上的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。
圖1 整車CAE模型從LS-DYNA向RADIOSS轉(zhuǎn)換流程圖
表1 整車碰撞仿真分析中最常用的材料類型關(guān)系對照表
雖然通過自動(dòng)轉(zhuǎn)換，可以將單元屬性的格式轉(zhuǎn)化為RADIOSS所對應(yīng)的格式，但是由于LS-DYNA和RADIOSS對零部件的材料和單元屬性的定義方式不同，計(jì)算時(shí)對應(yīng)的各項(xiàng)最佳參數(shù)也不同，所以目前還無法通過軟件將其自動(dòng)轉(zhuǎn)換為所需要的參數(shù)定義內(nèi)容。需要手工調(diào)整的內(nèi)容主要有材料的各項(xiàng)參數(shù)、單元屬性各項(xiàng)參數(shù)。
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