PAM CRASH與常用汽車碰撞仿真軟件接口的應(yīng)用教程

1、吉林大學(xué)汽車工程學(xué)院吉林大學(xué)汽車工程學(xué)院 PAM-CRASH 與常用汽車碰撞仿真分與常用汽車碰撞仿真分析軟件接口的應(yīng)用研究析軟件接口的應(yīng)用研究 吉林大學(xué)被動安全課題組吉林大學(xué)被動安全課題組 指導(dǎo)教師：張君媛指導(dǎo)教師：張君媛 教授教授 宣講人：王楠宣講人：王楠 2018/10/18 吉林大學(xué)汽車被動安全吉林大學(xué)汽車被動安全 研究領(lǐng)域：研究領(lǐng)域： 一、整車碰撞安全性設(shè)計一、整車碰撞安全性設(shè)計 二、汽車安全系統(tǒng)零部件開發(fā)設(shè)計二、汽車安全系統(tǒng)零部件開發(fā)設(shè)計 三、車身安全部件的評價與輕量化設(shè)計三、車身安全部件的評價與輕量化設(shè)計 研究成果：研究成果： ?國家和部省級項目國家和部省級項目 16項項 ?企業(yè)項

2、目企業(yè)項目 24項項 ?發(fā)表發(fā)表EL及及SCI論文論文50多篇多篇 ?獲吉林省科技進步獎獲吉林省科技進步獎 2項項 ? ?培養(yǎng)碩士、博士研究生近百人培養(yǎng)碩士、博士研究生近百人 2018/10/18 共共 13 13 頁頁 第第 1 1 頁頁 合作（與合作（與ESIESI）項目）項目 項目一：微型客車抗撞性改進項目一：微型客車抗撞性改進 一汽集團某微型客車抗撞性改進項目，通過結(jié)構(gòu)改進和約束系統(tǒng)優(yōu)化，提高了整車抗撞性水平，使企業(yè)獲利億元以上。該項目獲得2005年吉林省科技進步二等獎。 項目二：轎車側(cè)面碰撞結(jié)構(gòu)改進項目二：轎車側(cè)面碰撞結(jié)構(gòu)改進 用CAE分析手段進行了一汽某轎車側(cè)面抗撞性改進和側(cè)面氣囊

3、優(yōu)化設(shè)計。 2018/10/18 共共 13 13 頁頁 第第 2 2 頁頁 ?汽車被動安全性基礎(chǔ)（本科生）汽車被動安全性基礎(chǔ)（本科生） ?汽車被動安全及其仿真技術(shù)（碩士研究生）汽車被動安全及其仿真技術(shù)（碩士研究生） ?安全氣囊傳感原理（博士研究生）安全氣囊傳感原理（博士研究生） ?汽車碰撞力學(xué)（博士研究生）汽車碰撞力學(xué)（博士研究生） 2018/10/18 共共 13 13 頁頁 第第 3 3 頁頁 PAM-CRASH 與其它常用汽車碰撞仿真分析軟件接口與其它常用汽車碰撞仿真分析軟件接口 常用的汽車碰撞仿真軟件與PAM-CRASH之間的關(guān)系圖 2018/10/18 共共 13 13 頁頁 第第

4、 4 4 頁頁 1、PAM-CRASH與有限元軟件的接口與有限元軟件的接口 1.1 PAM-CRASH與與HYPERMESH的接口的接口 ? HYPERMESH可以將劃分好的網(wǎng)格文件以.pc格式輸出，進而在PAM-CRASH中添加材料、接觸、載荷、約束以及連接等信息，以建立完整的有限元模型；HYPERMESH也可以直接建立完整的有限元模型并以.pc格式輸出，然后在PAM-CRASH中進行求解計算。 ?HYPERMESH也可以查看由PAM-CRASH輸出的.pc格式的文件。 2018/10/18 共共 13 13 頁頁 第第 5 5 頁頁 1、PAM-CRASH與有限元軟件的接口與有限元軟件的接

5、口 1.2 PAM-CRASH與與LS-DYNA的接口的接口 LS-DYNA的有限元模型可以通過一系列方法轉(zhuǎn)換成PAM-CRASH模型。常用的轉(zhuǎn)換方法有兩種，一種是以HYPERMESH為接口的模型轉(zhuǎn)換方法，另一種方法是通過PAM-CRASH自身的快速轉(zhuǎn)換命令實現(xiàn) LS-DYNA有限元模型向PAM-CRASH模型的轉(zhuǎn)換。 方法一：基于方法一：基于HYPERMESH的模型轉(zhuǎn)換方法的模型轉(zhuǎn)換方法 2018/10/18 基于HYPERMESH的模型轉(zhuǎn)換流程圖 共共 13 13 頁頁 第第 6 6 頁頁 1、PAM-CRASH與有限元軟件的接口與有限元軟件的接口 1.2 PAM-CRASH與與LS-DY

6、NA的接口的接口 方法二：基于方法二：基于 PAM-CRASH 快速轉(zhuǎn)換命令的模型轉(zhuǎn)換方法快速轉(zhuǎn)換命令的模型轉(zhuǎn)換方法 基于PAM-CRASH快速轉(zhuǎn)換命令的模型轉(zhuǎn)換流程圖 共共 13 13 頁頁 第第 7 7 頁頁 1、PAM-CRASH與有限元軟件的接口與有限元軟件的接口 1.2 PAM-CRASH與與LS-DYNA的接口的接口 方法二：基于方法二：基于 PAM-CRASH 快速轉(zhuǎn)換命令的模型轉(zhuǎn)換方法快速轉(zhuǎn)換命令的模型轉(zhuǎn)換方法 自動轉(zhuǎn)換命令將模型的信息包括單元、部件、接觸、材料、載荷、約束及控制卡片等，按照一定的對應(yīng)關(guān)系從LS-DYNA格式轉(zhuǎn)換成PAM格式。該對應(yīng)關(guān)系可在幫助文檔中查看。 DY

7、NA單元單元/部件部件 ELEMENT_ BEAM_OPTION *ELEMENT_BEAM_ PID_OPTION *ELEMENT_ DISCRETE *ELEMENT_ INERTIA *ELEMENT_ MASS_PART *PART_INERTIA_ (OPTION DYNA載荷載荷 *BOUNDARY_ PRESCRIBED_MOTION *BOUNDARY_SPC *LOAD_NODE_SET *LOAD_SEGMENT_SET *INITIAL_FOAM _REFERENCE_GEOMETRY *INITIAL_VELOCITY LS- DYNA與PAM-CRASH模型部分對應(yīng)

8、轉(zhuǎn)換關(guān)系表 PAM單元單元/部部件件 BEAM / PLINK / SPRING / MASS / NSMAS / PART /+ RBODY / (Type 3) + INVEL PAM載荷載荷 3D BC BOUNC CONLO / PREFA / METRC / DYNA接觸接觸 *CONTACT_AIRBAG_ SINGLE_SURFACE *CONTACT_AUTOMATIC _GENERAL *CONTACT_AUTOMATIC_ GENERAL_INTERIOR *CONTACT_AUTOMATIC_ NODES_TO_SURFACE *CONTACT_AUTOMATIC_ ON

9、E_WAY_SURFACE_TO_ SURFACE_OPTION *CONTACT_AUTOMATIC_ ONE_WAY_SURFACE_ TO_SURFACE_TIEBREAK _OPTION DYNA約束約束 *CONSTRAINED_EXTRA_ NODES_OPTION *CONSTRAINED_RIGID _BODIES *CONSTRAINED_JOINT_ CYLINDRICAL_OPTION *CONSTRAINED_LINEAR *CONSTRAINED_NODE_SET PAM 接觸接觸 CNTAC 37 CNTAC 36 CNTAC 36 CNTAC 34 CNTAC 3

10、4 DYNA材料材料 PAM材料材料 Beam MATER / 200 Shell MATER / 100 Solid MATER / 99 Beam MATER / 200 Shell MATER / 100 Solid MATER / 99 DYNA其他其他 *DEFINE_COORDINATE_SYSTEM *DEFINE_CURVE *DEFINE_TRANSFORMATION *DEFINE_VECTOR *DATABASE_BINARY_D3DUMP *DATABASE_BINARY_D3PLOT PAM其他其他 FRAME / FUNC / TRSFM / FRAME / OCT

11、RL / RSTOUTPUT (Interval) OCTRL / DSYOUTPUT (interval) *MAT_RIGID (20) *MAT_NULL (009) TIED PAM 約束約束 RBODY / RBODY / KJOINT / LINCO / NODCO / INVEL / *CONSTRAINED_RIVET PLINK / 共共 13 13 頁頁 第第 8 8 頁頁 1、PAM-CRASH與有限元軟件的接口與有限元軟件的接口 1.2 PAM-CRASH與與LS-DYNA的接口的接口 方法二：基于方法二：基于 PAM-CRASH 快速轉(zhuǎn)換命令的模型轉(zhuǎn)換方法快速轉(zhuǎn)換命令

12、的模型轉(zhuǎn)換方法 基于PAM-CRASH快速轉(zhuǎn)換命令的模型轉(zhuǎn)換流程圖 共共 13 13 頁頁 第第 7 7 頁頁 1、PAM-CRASH與有限元軟件的接口與有限元軟件的接口 1.2 PAM-CRASH與與LS-DYNA的接口的接口 Data check: （1）自動轉(zhuǎn)換后的模型缺少PAM-CRASH控制卡片中單位制的設(shè)置 （2）LS-DYNA中基于RIGID WALL建立的剛性墻，在PAM-CRASH中不識別。 Penetration check: 其他需要修改的常用問題：其他需要修改的常用問題： （1）載荷的加載問題。以加載初速度為例，在PAM-CRASH中若被加載件為剛體，則初速度只需加載到

13、其重心上；若被加載件不是剛體，需要加在整個部件上。 （2）關(guān)于剛體建立的問題，在LS-DYNA中只要給部件賦予剛體材料即是剛體，而在PAM-CRASH中只有將部件創(chuàng)建成RIGID BODY才是剛體。 共共 13 13 頁頁 第第 9 9 頁頁 方法驗證方法驗證 薄壁梁LS-DYNA模型與PAM-CRASH模型變形對比 PAM-CRASH座椅骨架 該方法僅通過PAM-CRASH自身的快速轉(zhuǎn)換命令，無需第三方軟件為接口，就能夠?qū)崿F(xiàn)有限元模型的轉(zhuǎn)換，不僅減少了工作量，節(jié)省了時間，而且降低了對開發(fā)人員的要求，減弱了模型轉(zhuǎn)換的難度。 實現(xiàn)LS-DYNA與PAM-CRASH模型的轉(zhuǎn)換，能夠避免重復(fù)的建模工

14、作，從而提高研發(fā)的效率，并且能夠為不同研究機構(gòu)之間的交流提供便利。 2018/10/18 共共 13 13 頁頁 第第 10 10 頁頁 2、PAM-CRASH與多剛體軟件的接口與多剛體軟件的接口 準備工作：準備工作： ? PAM-CRASH（2010）和MADYMO（6.x版本） ? 在PAM-CRASH中設(shè)置好與MADYMO軟件及其假人庫的鏈接路徑。 具體操作：具體操作： ? 在PAM-CRASH中打開.pc格式的有限元模型以及.xml格式的MADYMO多剛體假人模型； ? 通過SAFE TOOLS中的耦合選項，將MADYMO的多剛體假人作為一個部件導(dǎo)入到PAM- CRASH有限元模型中，

15、此時該多剛體假人模型部件具有默認的材料屬性 將假人擺放到合 適的位置，并建立相應(yīng)的接觸； ? 將耦合后的文件以.pc格式輸出，即可提交計算。 2018/10/18 共共 13 13 頁頁 第第 11 11 頁頁 2、PAM-CRASH與多剛體軟件的接口與多剛體軟件的接口 實現(xiàn)了多剛體?有限元耦合仿真技術(shù)，采用該方法可以進行基于人體損傷特征的模塊化的局部有限元假人建模，對需要詳細分析的人體部位用精細的有限元模型來代替常規(guī)的多剛體模型，在滿足損傷分析對模型精度要求的前提下，確保一定的計算效率。 2018/10/18 共共 13 13 頁頁 第第 12 12 頁頁 基于PAM-COMFORT 的座椅舒適性評價的座椅舒適性