關(guān)于車輛碰撞分析的論證和驗證方法

關(guān)于車輛碰撞分析的論證和驗證方法

verificationandvalidationstudyforvehiclecrashworthinesssimulation

顧鐳，吳沈榮奇瑞汽車有限公司，汽車工程研究院第三屆中國CAE工程分析技術(shù)年會（CCATAC2007）大連,7/28-29/2007提綱顯式有限元方法的論證瞬態(tài)動力學(xué)例–桿的縱向振動Bathe-Dvorkin單元用于瞬態(tài)動力學(xué)例–矩形板的橫向運動對角質(zhì)量矩陣例–整車前撞分析碰撞仿真驗證的方法驗證方法例–對碰撞減速度的評估例–對碰撞過程多項指標的評估顧鐳，吳沈榮2第三屆CAE–CCATAC2007計算機仿真時代的機遇和挑戰(zhàn)CAE的巨大機計算機仿真時代的機遇和挑戰(zhàn)遇莫爾定律:計算機速度每18個月翻一番(5年翻十番)科學(xué)計算的理論和方法的發(fā)展日新月異–特別是有限元方法世界著名科學(xué)家們正在推動V&V–旨在科學(xué)地論證計算予測的準確和可靠(verificationandvalidation)許多領(lǐng)域(科學(xué),工業(yè),軍事,醫(yī)學(xué),保安…)都在開發(fā)仿真計算很多大公司都已擁有一支可觀的CAE隊伍,他們已成為生產(chǎn)主力軍的不可缺少的重要組成部分CAE的應(yīng)用越來越成熟,越來越廣泛,經(jīng)驗越來越豐富CAE應(yīng)用的關(guān)鍵在于精確性和可靠性顧鐳，吳沈榮3第三屆CAE–CCATAC2007計算機仿真時代的機遇和挑戰(zhàn)2006美國自然科學(xué)基金B(yǎng)lueRibbonPanelonSimulation-BasedEngineeringScience(SBES)項目總結(jié)報告:RevolutionizingEngineeringSciencethroughSimulation(由仿真對工程科學(xué)革命化)為了明天的工程和科學(xué),國家的首要任務(wù)=SBES,仿真技術(shù)基于仿真的工程科學(xué)對美國繼續(xù)在科學(xué)和工程方面的領(lǐng)導(dǎo)地位是不可缺少的.SBES這個新領(lǐng)域?qū)θ祟惤?jīng)驗幾乎每個方面都有重要影響.SBES的進展面臨障礙重重的挑戰(zhàn)----有事實證明,美國計算工程和科學(xué)方面的領(lǐng)導(dǎo)地位在快速消亡.要逆轉(zhuǎn)這種趨勢,必需改變教育體制和確定基礎(chǔ)研究經(jīng)費的方法.-----------顧鐳，吳沈榮4第三屆CAE–CCATAC2007Intorduction

顧鐳，吳沈榮5第三屆CAE–CCATAC2007例：論證–顯式有限元方法瞬態(tài)動力學(xué)例–桿的縱向振動Bathe-Dvorkin單元用于瞬態(tài)動力學(xué)例–矩形板的橫向運動對角質(zhì)量矩陣例–整車前撞分析顧鐳，吳沈榮6第三屆CAE–CCATAC2007Softwareverification-1顧鐳，吳沈榮7第三屆CAE–CCATAC2007Softwareverification-1顧鐳，吳沈榮8第三屆CAE–CCATAC2007Softwareverification-1顧鐳，吳沈榮9第三屆CAE–CCATAC2007Softwareverification–例1顧鐳，吳沈榮10第三屆CAE–CCATAC2007Softwareverification–例1顧鐳，吳沈榮11第三屆CAE–CCATAC2007Softwareverification–例1顧鐳，吳沈榮12第三屆CAE–CCATAC2007Softwareverification–例1位移，速度，能量都有最佳收斂速率S.R.Wu,CMAME192(2003)5329-5353.顧鐳，吳沈榮13第三屆CAE–CCATAC2007Softwareverification–2顧鐳，吳沈榮14第三屆CAE–CCATAC2007Softwareverification–例2。1顧鐳，吳沈榮15第三屆CAE–CCATAC2007Softwareverification–例2。1網(wǎng)格細分時，撓度和法線轉(zhuǎn)角，以及它們的速度都能按最佳速率收斂顧鐳，吳沈榮16第三屆CAE–CCATAC2007Softwareverification–例2。1板厚度趨向于另時，B-D單元的解收斂（對于固定網(wǎng)格）網(wǎng)格細分時，它們也都收斂（對于固定厚度）顧鐳，吳沈榮17第三屆CAE–CCATAC2007Softwareverification–例2。2

顧鐳，吳沈榮18第三屆CAE–CCATAC2007VerificationExample2.2–squareplatewithlateralloading

板厚度在一定范圍內(nèi)，撓度和法線轉(zhuǎn)角都能有最佳收斂速率厚度減薄后，速度的收斂性退化了

顧鐳，吳沈榮19第三屆CAE–CCATAC2007Softwareverification–3對角質(zhì)量矩陣的影響瞬態(tài)動力學(xué)的變分原理導(dǎo)致一致的質(zhì)量矩陣顯式有限元軟件都用對角質(zhì)量矩陣理論結(jié)果：用線性單元時，用對角質(zhì)量矩陣能得到一樣的最佳收斂速率S.R.Wu,CMAME195(2006)5983-5994顧鐳，吳沈榮20第三屆CAE–CCATAC2007Softwareverification–3例–對角質(zhì)量矩陣的影響。

56km/h前撞顧鐳，吳沈榮21第三屆CAE–CCATAC2007Softwareverification–例3顧鐳，吳沈榮22第三屆CAE–CCATAC2007Softwareverification–例3顧鐳，吳沈榮23第三屆CAE–CCATAC2007Softwareverification–例3顧鐳，吳沈榮24第三屆CAE–CCATAC2007Validation例：驗證–碰撞仿真驗證方法例–對碰撞減速度的評估例–對碰撞過程多項指標的評估考慮因素 怎樣在時間域比較結(jié)果，考慮時間相位的偏差 怎樣和一組試驗比較結(jié)果，考慮試驗本身的偏差L.Gu&R.J.Yang,ASMEDETC2003.顧鐳，吳沈榮25第三屆CAE–CCATAC2007Validation顧鐳，吳沈榮26第三屆CAE–CCATAC2007Validation

顧鐳，吳沈榮27第三屆CAE–CCATAC2007Validation

顧鐳，吳沈榮28第三屆CAE–CCATAC2007Validation–example1例1–碰撞減速曲線的評估–單變量的時間歷程CAE結(jié)果和一組試驗數(shù)據(jù)顧鐳，吳沈榮29第三屆CAE–CCATAC2007Validation–example1顧鐳，吳沈榮30第三屆CAE–CCATAC2007Validation–example1顧鐳，吳沈榮31第三屆CAE–CCATAC2007Validation–example2例2–正碰撞的評估–多種工程指數(shù)顧鐳，吳沈榮32第三屆CAE–CCATAC2007Validation–example2顧鐳，吳沈榮33第三屆CAE–CCATAC2007Summary小結(jié)介紹了