PAM-CRASH 与常用汽车碰撞仿真分析软件接口的应用研究

1、吉林大学汽车工程学院吉林大学汽车工程学院 PAM-CRASH 与常用汽车碰撞仿真分与常用汽车碰撞仿真分 析软件接口的应用研究析软件接口的应用研究 吉林大学被动安全课题组吉林大学被动安全课题组 指导教师：张君媛指导教师：张君媛 教授教授 宣讲人：王楠宣讲人：王楠 2021-7-11 2021-7-11 共共 13 13 页页 第第 1 1 页页 一、整车碰撞安全性设计一、整车碰撞安全性设计 三、车身安全部件的评价与轻量化设计三、车身安全部件的评价与轻量化设计 吉林大学汽车被动安全吉林大学汽车被动安全 国家和部省级项目国家和部省级项目16项项 企业项目企业项目24项项 发表发表EL及及SCI论文论

2、文50多篇多篇 获吉林省科技进步奖获吉林省科技进步奖2项项 培养硕士、博士研究生近百人培养硕士、博士研究生近百人 二、汽车安全系统零部件开发设计二、汽车安全系统零部件开发设计 研究领域：研究领域： 研究成果：研究成果： 项目一：微型客车抗撞性改进项目一：微型客车抗撞性改进 一汽集团某微型客车抗撞性改进项目，通过结构改进和约束系统优化，提高了整车抗 撞性水平，使企业获利亿元以上。该项目获得2005年吉林省科技进步二等奖。 合作（与合作（与ESIESI）项目）项目 项目二：轿车侧面碰撞结构改进项目二：轿车侧面碰撞结构改进 用CAE分析手段进行了一汽某轿车侧面抗撞性改进和侧面气囊优化设计。 2021

3、-7-11 共共 13 13 页页 第第 2 2 页页 2021-7-11 共共 13 13 页页 第第 3 3 页页 汽车被动安全性基础（本科生）汽车被动安全性基础（本科生） 汽车被动安全及其仿真技术（硕士研究生）汽车被动安全及其仿真技术（硕士研究生） 安全气囊传感原理（博士研究生）安全气囊传感原理（博士研究生） 汽车碰撞力学（博士研究生）汽车碰撞力学（博士研究生） 2021-7-11 共共 13 13 页页 第第 4 4 页页 PAM-CRASH 与其它常用汽车碰撞仿真分析软件接口与其它常用汽车碰撞仿真分析软件接口 常用的汽车碰撞仿真软件与PAM-CRASH之间的关系图 1、PAM-CRA

4、SH与有限元软件的接口与有限元软件的接口 1.1 PAM-CRASH与与HYPERMESH的接口的接口 l HYPERMESH可以将划分好的网格文件以.pc格式输出，进而在PAM-CRASH 中添加材料、接触、载荷、约束以及连接等信息，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格式输出，然后在 PAM-CRASH中进行求解计算。 l HYPERMESH也可以查看由PAM-CRASH输出的.pc格式的文件。 2021-7-11 共共 13 13 页页 第第 5 5 页页 基于HYPERMESH的模型转换流程图 LS-DYNA的有限元模型可以通过一系列方法

5、转换成PAM-CRASH模型。常用的转换 方法有两种，一种是以HYPERMESH为接口的模型转换方法，另一种方法是通过PAM- CRASH自身的快速转换命令实现LS-DYNA有限元模型向PAM-CRASH模型的转换。 方法一：方法一：基于基于HYPERMESH的模型转换方法的模型转换方法 1.2 PAM-CRASH与与LS-DYNA的接口的接口 2021-7-11 共共 13 13 页页 第第 6 6 页页 1、PAM-CRASH与有限元软件的接口与有限元软件的接口 方法二：方法二：基于基于PAM-CRASH快速转换命令的模型转换方法快速转换命令的模型转换方法 基于PAM-CRASH快速转换命

6、令的模型转换流程图 共共 13 13 页页 第第 7 7 页页 1、PAM-CRASH与有限元软件的接口与有限元软件的接口 1.2 PAM-CRASH与与LS-DYNA的接口的接口 方法二：方法二：基于基于PAM-CRASH快速转换命令的模型转换方法快速转换命令的模型转换方法 共共 13 13 页页 第第 8 8 页页 DYNA单元单元/部件部件 PAM单元单元/部部 件件 DYNA接触接触 PAM 接触接触 DYNA材料材料PAM材料材料 ELEMENT_ BEAM_OPTION BEAM / *CONTACT_AIRBAG_ SINGLE_SURFACE CNTAC 37 *MAT_RIG

7、ID (20) Beam MATER / 200 *ELEMENT_BEAM_ PID_OPTION PLINK / *CONTACT_AUTOMATIC _GENERAL CNTAC 36 Shell MATER / 100 *ELEMENT_ DISCRETE SPRING / *CONTACT_AUTOMATIC_ GENERAL_INTERIOR CNTAC 36 Solid MATER / 99 *ELEMENT_ INERTIA MASS / *CONTACT_AUTOMATIC_ NODES_TO_SURFACE CNTAC 34 *MAT_NULL (009) Beam MAT

8、ER / 200 *ELEMENT_ MASS_PART NSMAS / *CONTACT_AUTOMATIC_ ONE_WAY_SURFACE_TO_ SURFACE_OPTION CNTAC 34 Shell MATER / 100 *PART_INERTIA_ (OPTION PART /+ RBODY / (Type 3) + INVEL *CONTACT_AUTOMATIC_ ONE_WAY_SURFACE_ TO_SURFACE_TIEBREAK _OPTION TIED Solid MATER / 99 DYNA载荷载荷PAM载荷载荷DYNA约束约束 PAM 约束约束 DYNA其

9、他其他PAM其他其他 *BOUNDARY_ PRESCRIBED_MOTION 3D BC *CONSTRAINED_EXTRA_ NODES_OPTION RBODY / *DEFINE_COO RDINATE_SYS TEM FRAME / *BOUNDARY_SPCBOUNC *CONSTRAINED_RIGID _BODIES RBODY / *DEFINE_CUR VE FUNC / *LOAD_NODE_SETCONLO / *CONSTRAINED_JOINT_ CYLINDRICAL_OPTION KJOINT / *DEFINE_TRA NSFORMATIO N TRSFM

10、/ *LOAD_SEGMENT_SETPREFA /*CONSTRAINED_LINEARLINCO / *DEFINE_VEC TOR FRAME / *INITIAL_FOAM _REFERENCE_GEOMETRY METRC /*CONSTRAINED_NODE_SETNODCO / *DATABASE_B INARY_D3DU MP OCTRL / RSTOUTPUT (Interval) *INITIAL_VELOCITYINVEL /*CONSTRAINED_RIVETPLINK / *DATABASE_B INARY_D3PLO T OCTRL / DSYOUTPUT (int

11、erval) 自动转换命令将模型的信息包括单元、部件、接触、材料、载荷、约束及控制卡片 等，按照一定的对应关系从LS-DYNA格式转换成PAM格式。该对应关系可在帮助文档中 查看。 LS- DYNA与PAM-CRASH模型部分对应转换关系表 1、PAM-CRASH与有限元软件的接口与有限元软件的接口 1.2 PAM-CRASH与与LS-DYNA的接口的接口 方法二：方法二：基于基于PAM-CRASH快速转换命令的模型转换方法快速转换命令的模型转换方法 基于PAM-CRASH快速转换命令的模型转换流程图 共共 13 13 页页 第第 7 7 页页 1、PAM-CRASH与有限元软件的接口与有限元

12、软件的接口 1.2 PAM-CRASH与与LS-DYNA的接口的接口 共共 13 13 页页 第第 9 9 页页 Data check: （1）自动转换后的模型缺少PAM-CRASH控制卡片中单位制的设置 （2）LS-DYNA中基于RIGID WALL建立的刚性墙，在PAM-CRASH中不识别。 Penetration check: 其他需要修改的常用问题：其他需要修改的常用问题： （1）载荷的加载问题。以加载初速度为例，在PAM-CRASH中若被加载件为刚体，则初速度 只需加载到其重心上；若被加载件不是刚体，需要加在整个部件上。 （2）关于刚体建立的问题，在LS-DYNA中只要给部件赋予刚体

13、材料即是刚体，而在PAM- CRASH中只有将部件创建成RIGID BODY才是刚体。 1.2 PAM-CRASH与与LS-DYNA的接口的接口 1、PAM-CRASH与有限元软件的接口与有限元软件的接口 方法验证方法验证 薄壁梁LS-DYNA模型与PAM-CRASH模型变形对比 共共 13 13 页页 第第 10 10 页页 该方法仅通过PAM-CRASH自身的快速转换命令，无需第三方软件为接口，就能够实现 有限元模型的转换，不仅减少了工作量，节省了时间，而且降低了对开发人员的要求，减弱 了模型转换的难度。 实现LS-DYNA与PAM-CRASH模型的转换，能够避免重复的建模工作，从而提高研

14、发的 效率，并且能够为不同研究机构之间的交流提供便利。 2021-7-11 PAM-CRASH座椅骨架 2、PAM-CRASH与多刚体软件的接口与多刚体软件的接口 准备工作准备工作： PAM-CRASH（2010）和MADYMO（6.x版本） 在PAM-CRASH中设置好与MADYMO软件及其假人库的链接路径。 具体操作具体操作： 在PAM-CRASH中打开.pc格式的有限元模型以及.xml格式的MADYMO多刚体假人模型； 通过SAFE TOOLS中的耦合选项，将MADYMO的多刚体假人作为一个部件导入到PAM- CRASH有限元模型中，此时该多刚体假人模型部件具有默认的材料属性 将假人摆放到合 适的位置，并建立相应的接触； 将耦合后的文件以.pc格式输出，即可提交计算。 共共 13 13 页页 第第 11 11 页页 2021-7-11 2、PAM-CRASH与多刚体软件的接口与多刚体软件的接口 实现了多刚体有限元耦合仿真技术，采用该方法可以进行基于人体损伤特征 的模块化的局部有限元假人建模，对需要详细分析的人体部位用精细的有限元模型 来代替常规的多刚体模型，在满足损伤分析对模型精度要求的前提下，确保一定的 计算效率。 共共 13 13 页页 第第 12 12 页页 2021-7-11 共共 13 13 页页 第第