汽车碰撞安全分析软件工具测评规范-征求意见稿

1T/BIAIMXXXXX-20XX汽车碰撞安全分析软件工具测评规范本规范规定了汽车碰撞安全分析软件工具测评的术语与定义、评价体系、测试条件、测试方法和评价方法。本规范适用于支持汽车碰撞安全仿真分析的工程软件工具。2.规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T25000.10-2016系统与软件工程系统与软件质量要求和评价(SQuaRE)第10部分：系统与软件质量模型GB/T25000.51-2016系统与软件工程系统与软件质量要求和评价(SQuaRE)第51部分：就绪可用软件产品(RUSP)的质量要求和测试细则3.术语与定义下列术语和定义适用于本文件。3.1.碰撞安全分析计算工具collisionsafetyanalysissoftware采用有限元法、离散元法等数值计算方法,对复杂非线性大变形的汽车碰撞过程进行仿真求解分析的软件工具。3.2.功能测评functionaltest通过设置特定输入条件,考查软件实现碰撞仿真功能模块的测试验证工作。4.功能要求4.1.前处理汽车碰撞安全分析软件工具前处理功能要求，具体内容详见表1。表1前处理功能要求2T/BIAIMXXXXX-20XX4.2.求解器汽车碰撞安全分析软件工具求解器功能要求，具体内容详见表2。表1前处理功能要求3T/BIAIMXXXXX-20XX考察超弹性材料本构的支持情况，超弹性材料有Moo应支持定义和导入节点位移/转角、节点速度/角加速度、节点滑移、刚体位移/转角、刚体速4T/BIAIMXXXXX-20XX4.3.后处理汽车碰撞安全分析软件工具后处理功能要求，具体内容详见表3。表3前处理功能要求应支持输出时间-变量曲线、导入文本或表格格式曲线、输出ID-变5.测试条件5.1.硬件条件测试硬件要求如下：a)处理器：至少4核心。b)内存：至少128GBDDR4RAM，推荐使用256GB或以上。c)存储：至少1TB的固态硬盘(SSD)；d)显卡：独立显卡，至少4GB显存，推荐使用NVIDIA或AMD的专业图形卡。5.2.软件条件a)软件环境满足以下条件：b)操作系统：64位Windows10或WindowsServer2019及以上版本，或对应的Linux发行版（如Ubuntu20.04）。c)开发环境：如果需要进行软件二次开发，需要安装对应的编译器。d)安全性：测试环境应隔离于生产环境，并安装防病毒软件和防火墙，确保数据安全。6.测试方法6.1.前处理6.1.1.1.导入几何a)启动软件并打开新的项目。b)选择导入功能，浏览并选择一个.stp/.step或.igs/.iges格式的几何文件进行导入。c)确认导入设置（如有），并执行导入操作。d)导入完成后，使用软件提供的比较工具或第三方软件对比导入模型与原始模型的几何特e)记录导入模型与原始模型之间的任何差异。f)对每个测试文件重复步骤b)至e)。5T/BIAIMXXXXX-20XX6.1.1.2.导入网格a)启动软件并打开新的项目。b)选择导入功能，浏览并选择一个.k、.bdf、.fem、.inp格式的网格文件进行导入。c)确认导入设置（如有），并执行导入操作。d)导入完成后，使用软件提供的检查工具或第三方软件对比导入网格与原始网格的拓扑结构和节点位置。e)记录导入网格与原始网格之间的任何差异。f)对每个测试文件重复步骤b)至e)。6.1.2.1.几何建模a)打开软件并创建一个新的工程文件。b)进入几何建模界面。c)依次使用界面提供的工具创建点、线、面和体的几何元素。d)对每个创建的几何元素进行检查，确认其位置、尺寸和形状符合预期。e)保存工程文件并退出软件。6.1.2.2.几何编辑a)打开软件并加载包含线、面、体的几何模型。b)选择并执行几何线编辑功能，如延长、缩短、移动等。c)选择并执行几何面编辑功能，如拉伸、旋转、偏移等。d)选择并执行几何体编辑功能，如缩放、倒角、布尔运算等。e)选择并执行抽中面功能，验证其准确性和效率。f)对编辑后的几何模型进行检查，确认其符合预期的修改结果。g)保存编辑后的模型并退出软件。6.1.2.3.网格剖分a)打开软件并加载待剖分的几何模型。b)选择合适的网格剖分方法，设置剖分参数（如网格大小、密度等）。c)执行网格剖分操作，等待剖分完成。d)检查生成的网格，评估其质量（如正交性、均匀性）和完整性。e)对于每种类型的网格（线、面、体），验证其是否符合预期的网格类型和属性。f)保存网格剖分结果并退出软件。6.1.2.4.网格编辑a)打开软件并加载待编辑的网格模型。b)依次选择并执行网格旋转、合并、偏置、阵列、投影、反射、缩放、拖拽、节点合并、网格拆分和分离等编辑操作。c)对执行每个操作后的网格进行检查，确认其几何形状和拓扑结构的正确性。d)记录每个操作的执行时间和结果。e)保存编辑后的网格模型并退出软件。6.1.2.5.模型树a)打开软件并加载包含多个几何和网格模型的工程。b)打开模型树界面，检查层次结构布局的清晰度。c)选择一个或多个模型，执行显示/隐藏操作，验证模型的可见性变化。d)在模型树上选择一个模型，尝试进行重命名和删除操作。e)选择一个模型，进入属性编辑界面，修改材料、边界条件和连接属性。f)保存更改并退出软件。6T/BIAIMXXXXX-20XX6.1.3.导出功能a)打开软件并加载已完成的仿真分析项目。b)定位到结果数据管理或导出功能界面。c)选择导出计算文件选项，并设置相关参数（如文件名、路径、包含的数据类型等）。d)执行导出操作，等待文件生成。e)检查导出的计算文件，验证其完整性和可用性。f)尝试在其他软件或工具中打开或导入导出的文件，确认其兼容性和数据准确性。6.2.求解器a)打开软件并创建或打开一个新项目。b)选择导入功能，浏览并选择一个软件自有格式的计算文件进行导入。c)确认导入设置（如有），并执行导入操作。d)检查导入后的文件，验证几何形状、材料属性、边界条件等信息的准确性。e)重复步骤b)至d)，使用.k格式的计算文件进行测试。f)对比导入文件与原始数据，确保无数据丢失或不一致。6.2.2.计算文件a)使用软件导出计算文件为文本格式。b)打开导出的文本文件在文本编辑器中。c)对文件中的参数或数据信息进行修改（例如，更改材料属性值、边界条件设置等）。d)保存修改后的文本文件。e)在软件中重新导入修改后的文本文件。f)执行仿真计算，检查计算结果是否正确。6.2.3.单元类型a)打开软件并加载质量单元测试文件。b)检查文件是否正确加载，包括单元属性和质量参数。c)提交计算任务，并等待计算完成。d)查看计算结果，重点关注质量单元的输出数据。e)验证输出数据的准确性，如有必要，与预期值或参考数据进行比较。f)记录计算过程中的任何错误信息或异常情况。g)重复步骤a)至f)，分别测试杆/梁单元、离散单元、膜单元、壳单元和实体单元功能。6.2.4.连接类型a)打开软件并导入包含点焊连接关系的算例文件。b)在软件中定义点焊连接，确认连接参数的正确性。c)提交计算任务，并等待计算完成。d)查看计算结果，重点关注点焊连接处的力学行为。e)验证输出数据的准确性，如有必要，与预期值或参考数据进行比较。f)记录计算过程中的任何错误信息或异常情况。g)重复步骤a)至f)，分别测试对接焊缝、角焊缝、多点约束、绑定和刚性连接功能。6.2.5.材料类型6.2.5.1.线弹性材料a)打开软件并导入包含线弹性材料属性的测试文件。b)在软件中定义或导入各向同性弹性材料和正交异性弹性材料，确认材料参数的正确性。c)提交计算任务，并等待计算完成。7T/BIAIMXXXXX-20XXd)查看计算结果，重点关注材料的力学响应。e)验证输出数据的准确性，如有必要，与预期值或参考数据进行比较。f)记录计算过程中的任何错误信息或异常情况。6.2.5.2.粘弹性材料a)打开软件并导入包含粘弹性材料属性的测试文件。b)在软件中定义粘弹性材料本构模型，包括必要的参数输入。c)提交计算任务，并等待计算完成。d)查看计算结果，重点关注材料的粘弹性行为表现。e)验证输出数据的准确性，如有必要，与预期值或参考数据进行比较。f)记录计算过程中的任何错误信息或异常情况。6.2.5.3.超弹性材料a)打开软件并导入包含Mooeny-Rivlin超弹性材料属性的测试文件。b)在软件中定义Mooeny-Rivlin超弹性材料本构模型，包括必要的参数输入。c)提交计算任务，并等待计算完成。d)查看计算结果，重点关注材料的超弹性行为表现。e)重复步骤a)至d)，使用包含Blatz-Ko超弹性材料属性的测试文件。f)验证输出数据的准确性，如有必要，与预期值或参考数据进行比较。g)记录计算过程中的任何错误信息或异常情况。6.2.5.4.弹塑性材料a)打开软件并导入包含随动硬化弹塑性材料属性的测试文件。b)在软件中定义随动硬化弹塑性材料本构模型，包括必要的参数输入。c)提交计算任务，并等待计算完成。d)查看计算结果，重点关注材料的弹塑性行为表现。e)重复步骤a)至d)，使用包含幂律硬化弹塑性材料属性的测试文件。f)验证输出数据的准确性，如有必要，与预期值或参考数据进行比较。g)记录计算过程中的任何错误信息或异常情况。6.2.5.5.粘塑性材料a)打开软件并导入包含粘塑性材料属性的测试文件。b)在软件中定义粘塑性材料本构模型，包括必要的参数输入。c)提交计算任务，并等待计算完成。d)查看计算结果，重点关注材料的粘塑性行为表现。e)验证输出数据的准确性，如有必要，与预期值或参考数据进行比较。f)记录计算过程中的任何错误信息或异常情况。6.2.6.接触类型a)打开软件并导入包含点-面接触定义的算例文件。b)在软件中确认点-面接触的设置，包括接触对的几何定义和材料属性。c)提交计算任务，并等待计算完成。d)查看计算结果，特别是接触区域的力学行为。e)验证输出数据的准确性，如有必要，与预期值或参考数据进行比较。f)记录计算过程中的任何错误信息或异常情况。g)重复步骤a)至f)，分别测试面面接触、单面接触和全局自接触功能。6.2.7.边界条件6.2.7.1.载荷a)打开软件并导入包含点载荷定义的算例文件。8T/BIAIMXXXXX-20XXb)在软件中确认点载荷的设置，包括载荷大小、方向和作用位置。c)提交计算任务，并等待计算完成。d)查看计算结果，特别是受载荷点的力学行为。e)验证输出数据的准确性，如有必要，与预期值或参考数据进行比较。f)记录计算过程中的任何错误信息或异常情况。g)重复步骤a)至f)，分别测试面载荷、重力载荷和刚体载荷功能。6.2.7.2.约束a)打开软件并进入前处理模块。b)导入或创建一个几何模型。c)对几何模型进行必要的编辑和网格划分。d)定义节点位移/转角约束，包括约束的位置、大小、方向和作用方式。e)将定义好的约束应用到选定的节点或区域。f)导出计算文件，包含所定义的约束信息。g)打开求解模块，导入计算文件。h)配置求解设置，包括材料属性、单元类型等。i)提交计算任务，并等待计算完成。j)计算完成后，检查日志文件确保无错误或警告信息。k)进入后处理模块，读取计算结果文件。l)分析并显示约束作用下的计算结果，如应力、应变、位移等。m)重复步骤a)至l)，分别测试节点速度/角速度、节点加速度/角加速度、节点滑移、刚体位移/转角、刚体速度/角速度和刚体加速度/角加速度。6.2.7.3.初始条件a)打开软件并进入前处理模块。b)导入或创建一个几何模型。c)对几何模型进行必要的编辑和网格划分。d)定义初始速度，包括大小、方向和作用位置。e)将定义好的初始速度应用到整个模型或指定部分。f)导出计算文件，包含所定义的初始速度信息。g)打开求解模块，导入计算文件。h)配置求解设置，包括材料属性、单元类型等。i)提交计算任务，并等待计算完成。j)计算完成后，检查日志文件确保无错误或警告信息。k)进入后处理模块，读取计算结果文件。l)分析并显示初始速度作用下的计算结果，如速度分布、加速度分布等。m)重复步骤d)至k)，定义初始应力，分析并显示初始应力作用下的计算结果，如应力分布、变形等。6.2.8.模块加密功能a)启动软件并打开待测试的仿真分析项目。b)导入加密密钥到软件中。c)选择需要加密的模块，并执行加密操作。d)验证加密操作是否成功，检查加密模块是否无法被查看、编辑或修改。e)导入解密密钥到软件中。f)选择加密文件并执行解密操作。g)验证解密操作是否成功，检查解密后的文件是否可以正常查看、编辑或修改。9T/BIAIMXXXXX-20XX6.2.9.刚性墙a)打开软件并进入前处理模块。b)导入或创建一个几何模型。c)定义刚性墙，包括其位置、方向和尺寸。d)将刚性墙定义应用到模型中适当的面或边界。e)导出计算文件，包含所定义的刚性墙信息。f)打开求解模块，导入计算文件。g)配置求解设置，包括材料属性、单元类型等。h)提交计算任务，并等待计算完成。i)计算完成后，检查日志文件确保无错误或警告信息。j)进入后处理模块，读取计算结果文件。k)分析并显示包含刚性墙的计算结果，如应力、位移等。6.2.10.求解设置6.2.10.1.接触控制a)打开软件并进入求解设置模块。b)导入或创建包含接触定义的算例文件。c)在接触控制设置中，选择适当的接触算法。d)根据算例需求，自定义接触参数，如摩擦系数、接触刚度等。e)配置其他相关求解设置，如材料属性、单元类型等。f)提交计算任务，并等待计算完成。g)计算完成后，检查日志文件确保无错误或警告信息。h)进入后处理模块，读取计算结果文件。i)分析并显示接触结果，如接触压力分布、摩擦力等。6.2.10.2.沙漏控制a)打开软件并进入求解设置模块。b)导入或选择包含复杂几何模型的算例文件。c)在沙漏控制设置中，选择启用沙漏控制功能。d)根据模型特点和计算需求，设置沙漏系数和其他相关参数。e)若支持自动沙漏控制，检查软件推荐的沙漏控制参数。f)配置其他相关求解设置，如材料属性、边界条件等。g)提交计算任务，并等待计算完成。h)计算完成后，检查日志文件确保无数值震荡或其他异常情况。i)进入后处理模块，审查沙漏控制效果，如网格变形情况和计算结果的稳定性。6.2.10.3.能量控制a)打开软件并进入求解设置模块。b)导入或选择包含仿真模型的算例文件。c)在能量控制设置中，启用能量控制功能，并设置相关参数，如动能阈值、应变能阈值等。d)若支持自动能量控制，检查软件推荐的自动能量控制参数。e)配置其他相关求解设置，如材料属性、边界条件等。f)提交计算任务，并等待计算完成。g)计算完成后，检查日志文件确保无异常情况，如能量耗散异常等。h)进入后处理模块，审查能量控制效果，如仿真结果的准确性和计算效率。6.2.10.4.计算时间控制及时间步长控制a)打开软件并进入求解设置模块。T/BIAIMXXXXX-20XXb)导入或选择包含动态分析模型的算例文件。c)在求解设置中，找到时间步长控制选项。d)手动设置初始时间步长，并根据模型特性选择是否启用自动时间步长控制。e)若启用自动时间步长控制，根据模型的动态响应特点，设置相关参数，如最小时间步长、最大时间步长、时间步长增长率等。f)配置其他相关求解设置，如材料属性、边界条件等。g)提交计算任务，并等待计算完成。h)计算完成后，检查日志文件确保无异常情况，如时间步长异常波动等。i)进入后处理模块，审查计算结果，关注时间步长对计算精度和效率的影响。6.2.10.5.结果输出控制a)打开软件并进入求解设置模块。b)导入或选择包含动态分析模型的算例文件。c)在求解设置中，找到结果输出控制选项。d)设置结果输出的频率，如每10个时间步输出一次结果，或在仿真总时间的50%和100%时输出结果。e)选择所需的结果输出格式，如文本文件、图表等。f)选择需要输出的结果数据类型，如位移、应力等，并指定特定区域或组件。g)配置其他相关求解设置，如材料属性、边界条件等。h)提交计算任务，并等待计算完成。i)计算完成后，检查输出文件夹，验证输出结果的频率、格式和内容是否符合预期。6.2.10.6.求解设置a)打开软件并进入求解设置模块。b)导入或选择包含多物理场耦合分析模型的算例文件。c)在求解设置中，选择适当的求解器类型和时间积分方法。d)设置收敛判据，包括位移、速度、加速度的收敛阈值，以及最大迭代次数。e)配置多物理场耦合选项，如流体-结构相互作用的耦合策略。f)保存设置并提交计算任务。g)等待计算完成，并检查日志文件确保无错误或警告信息。h)进入后处理模块，审查计算结果，验证求解设置的效果。6.2.11.提交计算界面a)打开软件。b)导航至计算任务管理界面。c)选择新建计算任务或已存在的计算任务。d)进行任务名称的新建或修改操作。e)保存更改并检查任务名称是否正确更新。f)若支持计算过程中修改，提交计算任务后，在计算界面进行任务名称的修改操作。g)确认修改后的名称在任务列表、日志文件和后处理界面中均正确显示。6.2.12.并行计算功能a)打开软件并创建或打开一个现有的仿真分析项目。b)进入求解设置界面，选择并行计算选项。c)根据硬件配置，选择使用CPU或GPU进行并行计算。d)若有必要，手动指定CPU核心数或选择GPU设备。e)配置其他求解设置，如材料属性、边界条件等。f)提交计算任务，并在并行计算过程中监控性能和资源使用情况。T/BIAIMXXXXX-20XXg)计算完成后，检查日志文件确保无错误或警告信息。h)进入后处理模块，审查计算结果，验证并行计算的准确性。a)打开软件。b)创建或选择一个计算任务，并进入求解设置。c)在求解设置中，找到日志文件输出选项，并根据需要调整日志详细级别。d)提交计算任务，并等待计算开始执行。e)在计算执行期间，定期检查生成的日志文件，观察记录的信息。f)计算完成后，检查最终的日志文件，确保所有预期的计算信息已被记录。g)使用文本编辑器或专用软件工具打开日志文件，验证文件的可读性和内容的完整性。a)打开软件。b)选择或创建一个计算任务，并进入求解设置。c)在求解设置中，确认结果文件的保存选项已启用，并根据需要选择性保存特定类型的结果数据。d)提交计算任务，并等待计算完成。e)计算完成后，导航至结果文件保存位置，验证结果文件的存在和完整性。f)使用软件的后处理模块打开结果文件，检查数据的可用性和准确性。g)尝试使用第三方软件工具打开结果文件（如果支持），验证文件的兼容性。6.3.后处理6.3.1.数据处理6.3.1.1.曲线6.3.1.1.1.输出时间-变量曲线a)打开软件。b)选择或创建一个计算任务，并进入后处理模块。c)在后处理模块中，找到并点击“生成时间-变量曲线”功能。d)选择一个或多个感兴趣的节点或元素，以及需要生成曲线的物理量（例如位移、速度）。e)设置自定义时间区间（如果需要）。f)执行曲线生成操作，并等待软件处理完成。g)查看生成的时间-变量曲线，并进行交互操作（如缩放、平移）。h)尝试导出曲线为图像或数据文件，并验证导出文件的可用性。6.3.1.1.2.导入文本或表格格式曲线a)打开软件。b)进入后处理模块，选择“导入曲线数据”功能。c)浏览并选择一个文本或表格格式的曲线数据文件。d)根据导入向导，定义时间序列和变量列的对应关系。e)执行导入操作，并等待软件处理完成。f)在后处理模块中查看导入的曲线数据，并进行必要的数据处理操作。g)尝试将导入的曲线与其他仿真结果进行对比分析。h)导出导入的曲线数据为图像或数据文件，并验证导出文件的可用性。6.3.1.1.3.输出ID-变量曲线a)打开软件。b)选择或创建一个计算任务，并进入后处理模块。T/BIAIMXXXXX-20XXc)在后处理模块中，找到并点击“生成ID-变量曲线”功能。d)选择感兴趣的元素ID，并指定需要生成曲线的变量类型（例如位移、应力等）。e)自定义曲线的样式和颜色，设置曲线的显示选项。f)执行曲线生成操作，并等待软件处理完成。g)查看生成的ID-变量曲线，并进行交互操作（如缩放、平移）。h)尝试导出ID-变量曲线为图像或数据文件，并验证导出文件的可用性。6.3.1.1.4.输出变量-变量曲线a)打开软件。b)选择或创建一个计算任务，并进入后处理模块。c)在后处理模块中，找到并点击“生成变量-变量曲线”功能。d)选择两个或多个感兴趣的变量，分别作为X轴和Y轴的数据。e)指定曲线的数据点数量和是否显示数据点的详细数值。f)选择曲线的样式和颜色，并进行必要的编辑，如添加标注、调整坐标轴范围等。g)执行曲线生成操作，并等待软件处理完成。h)查看生成的变量-变量曲线，并进行交互操作（如缩放、平移）。i)尝试导出变量-变量曲线为图像或数据文件，并验证导出文件的可用性。6.3.1.1.5.提取曲线数据a)打开软件并登录用户账户。b)选择或创建一个计算任务，并进入后处理模块。c)在后处理模块中，找到并点击“提取曲线数据”功能。d)选择感兴趣的物理量（如位移、速度等）作为曲线的数据源。e)根据需求设置提取条件，如时间点、频率或特定条件。f)执行提取操作，并等待软件处理完成。g)查看提取的曲线数据，并进行交互操作（如缩放、平移）。h)尝试对曲线数据进行基本的数学运算和统计分析。i)导出提取的曲线数据为图像或数据文件，并验证导出文件的可用性。6.3.1.2.云图a)打开软件。b)选择或创建一个计算任务，并进入后处理模块。c)在后处理模块中，找到并点击“生成位移云图”功能。d)选择计算结果中的位移数据作为云图的数据源。e)根据需求调整云图的显示参数，如颜色映射、透明度等。f)选择云图的显示模式，如矢量场或箭头图。g)执行生成操作，并等待软件处理完成。h)查看生成的位移云图，并进行交互操作（如缩放、平移）。i)尝试将位移云图导出为图像文件，并验证导出文件的可用性。j)重复步骤c)至i)，分别输出速度云图、加速度云图和有效塑性应变云图。6.3.1.3.动画a)打开软件。b)选择或创建一个计算任务，并进入后处理模块。c)在后处理模块中，找到并点击“生成变量结果动画”功能。d)选择计算结果中的一个或多个关键变量作为动画的数据源。e)根据需求设置动画的播放参数，如播放速度、循环次数等。f)执行动画生成操作，并等待软件处理完成。T/BIAIMXXXXX-20XXg)查看生成的动画，并进行播放控制操作（如暂停、播放、快进、慢放）。h)尝试将动画导出为视频文件，并验证导出文件的可用性。7.评价方法7.1.前处理前处理的评分包含导入、建模和导出功能，具体评分规则如表4所示。表4前处理评分规则2102104支持点、线、面、体几何创建其中2-3种功能2104支持几何线编辑、面编辑、体编辑、抽中面其中3-4种功能2104及规则几何的六面体网格剖分其中3-4种功能2104分、网格分离其中5-10种功能210行显示或隐藏管理；应支持在模型树上进行应支持模型树上的属性编辑功能，可直接编4T/BIAIMXXXXX-20XX0407.2.求解器求解器的评分包含导入、计算文件、单元类型、连接类型、材料类型、接触类型、边界条件模块加密、刚性墙、求解设置、提交计算界面、并行计算、日志和结果功能，具体评分规则如表5所示。表5求解器评分规则42040无4元和实体单元其中3