誉冠业界

上汽集团：RADIOSS整车碰撞模型的转换方法研究及在新项目上的应用

——“2012中国CAE应用最佳实践案例”

项目简介：

1、新MG3具有高性能的标准要求，车身结构定位在满足CNCAP和ENCAP双5星碰撞要求，选择了获得欧洲五星碰撞的车型作为竞争车型进行关键工况的整车碰撞试验。上海汽车MG3继荣威550、荣威350 后再次获得CNCAP 5星评价，成为国内唯一一家车型全系5星的自主品牌车企，总分达到了47.1分。以此成熟车型的全套开发数据作为RADIOSS显式求解器的对标基础，具有非常实际且可行的研究价值和意义。

2、GP30是基于MG3平台的整车轻量化的改进研究项目，定位在高性能、低成本、精致型小车，成本控制是项目开发的优先原则，要求车身减重目标达41kg，对有限元分析及减重优化的工作要求非常高。考虑到目前使用的LS-DYNA在不同HPC平台上的计算结果的差异性，以及GP30新项目大量的轻量化结构优化工作，以及此项目是支持上汽通用五菱开发新车而成立的项目的临时性，引进RADIOSS显式求解器进行结构优化工作。

3、利用MG3成熟的LS-DYNA模型和相关的试验数据，对RADIOSS模型的转化做了大量的验证工作，保证了RADIOSS模型的所有参数设置具有有效性。

4、基于此项目，在Linux和Windows不同的HPC计算平台上建立完善的RADIOSS求解系统。

5、在此基础上利用RADIOSS显式求解器对新项目进行了有限元分析及大量的结构轻量化优化工作，成功实现GP30车身在MG3车型改型的同时减重41kg的目标。

6、结合优化技术、模拟仿真和试验验证技术，基于灵敏度分析方法，综合考虑各零部件对整车性能的影响，建立了HyperStudy+RADIOSS的减重优化方法，对整车设计提出了新的解决方法和思路，树立了CAE驱动设计的典范。

7、将虚拟评审流程成功的应用在GP30减重中，在设计的初级阶段，综合考虑包括整车安全、NVH、结构耐久、整车燃油经济性、整车操稳性、整车热管理等整车性能，节约开发周期。

附：MG3车型简介：一部A0级上汽集团自主品牌轿车，具有欧洲五星安全碰撞的设计标准，CBC 弯道辅助控制系统，独创强化型高刚韧性USD车身结构，BA紧急辅助制动系统，15km/h低速损控激光焊接超高强度前防撞梁，预触发限力主动式安全带，ABS+EBD高稳定性制动系统，第四代Euro-TC1防盗系统等多重安全防护系统，将安全作为此车开发中的重中之重。

GP30项目简介：此项目是支持上汽通用五菱开发新车而成立的专门项目，以MG3车型为依托平台，轻量化作为开发目标，与上汽通用五菱研发人员合作竭力打造出一款高性能、低成本、精致型小车。

惊鸿一瞥

CAD2CRASH24：驱动整车碰撞分析降低到24小时

Altair与Ford一起验证了整车碰撞分析过程可以从数星期压缩到24小时

基于2009年11月RADIOSS在求解速度上的突破，Altair与Ford汽车合作在24小时之内完成了整车碰撞分析过程。此过程包括白车身(BIW)和部件划分网格、装配、创建载荷工况、假人管理、模型清理及检测、碰撞求解分析和后处理等一整套完整的步骤的完成。

该团队由五个成员组成，在24小时之内他们分别接力完成项目的不同部分。

此过程的第一步涉及到导入整车的原始CAD数据到Altair HyperMesh。采用Ford 2010年的一款中型汽车的CAD模型，包括超过1000个装配，超过2000个零件的白车身（BIW）与子系统、仪表板、动力总成、前保险杠、座椅总成、轮胎和悬挂部件等等。Ford提供了白车身（BIW）的CAD模型。对子系统模型进行来自国家公路交通安全管理局，并对其进行了Morph即变形以匹配白车身模型。

当将这些零部件导入到HyperMesh中，它们被自动添加到CAD2CRASH24项目中并由Altair嵌入式仿真数据管理进行管理。

批处理网格划分并行执行所有的白车身（BIW）和子系统的网格划分工作。此工作对工业界来说很新颖，涉及到提交多个部件组并行云计算节点。当一个部件划分完网格后，其它的零部件将开始自动分网。根据它们具体的连接模式：焊接、螺栓连接、胶接等。然后将白车身（BIW）和子系统装配成为一个整体模型。接下来，为所有部件布置质量以补偿CAE模型和根据BOM表定义模型。

为了完成碰撞仿真的模型,团队使用Altair HyperCrash将乘员、安全带路径和安全气囊包括在模型中。软件包括碰撞和安全建模任务所用的用户工具如：零部件更换与定位、假人定位、座椅变形和安全带路径。同时也使用HyperCrash处理质量平衡并验证该模型，其碰撞模型验证能力范围从简单单元质量检查到部件连接错误检查。用户可以从视觉上检查每个部件的状态，其通过颜色(红色、橙色和绿色)表示。

为了简化作业调度和管理, 团队使用了PBS Catalyst，它是PBS Works中一个作业管理门户技术， 帮助制造业用户在实现CAE仿真的同时按照需求有效地利用企业的计算资源。PBS Catalyst提供直接从桌面拖放进行作业调度和管理功能。它自动地识别提交的输入文件所需运行的求解器，团队选择采用RADIOSS求解器并定义相关的内存需求。

在作业调度上，PBS Works系统中的作业管理软件平台PBS Professional通过Altair Compute Cloud 上的64个CPU分配和管理RADIOSS工作量。RADIOSS对整车正面碰撞进行仿真，计算到65毫秒，采用50% Hybrid III的假人及参考度量(IMM)安全气囊。PBS Works作为高性能计算及资源管理系统，它可以自动识别作业完成并将结果自动返回到分析工程师的桌面，大大提升了计算效率。

将结果直接导入到后处理可视化软件HyperView中，可以创建交互式的标准报告，如变形动画,加速度和能量显示以及乘员损伤准则等。

CAD2CRASH24项目积极采用Altair “Compute Cloud”，它由高速处理器，高速网络和高度安全的专门节点组成。云计算模型,例如在这个项目中,由于PBS Works的作业管理及调度，使计算资源以一种升级的方式被共享和访问。

争奇斗艳

2012 RADIOSS飓风行动仿真设计竞赛

——各行各业竞相展示RADIOSS实际应用能力

一等奖（奖品：IPAD2）

作品：油箱SPH粒子模拟方法在碰撞模型中的应用  

参赛者：周会锋 上海汽车集团股份有限公司

二等奖（奖品：Sony高档数码相框）

作品：某型机门梯合一登机门密封带分析       

参赛者：王卯升 西安飞机工业集团有限责任公司

作品：大跨度屋顶初步结构方案的动静力分析  

参赛者：邹晓康  香港艾奕康有限公司

三等奖（奖品：劲量最新移动电源）

作品：DAB linear Impact RADIOSS Modeling and Validation 

参赛者：张三 奥托立夫汽车安全系统有限公司

作品：某后桥的结构疲劳分析 

参赛者：张鹏飞  泛亚汽车技术中心

作品：汽车前悬架有限元分析 

参赛者：郑瑞琴  清华大学

优胜奖（奖品：Microsoft无线折叠鼠标）

作品：某型机通风窗抗鸟撞分析   

参赛者：沈亮 梁飞 任舜  西安飞机工业集团有限责任公司

作品：钣金冲压成型效应对侧碰仿真精度的影响  

 参赛者：周会锋 上海汽车集团股份有限公司

作品：悬架试验台固有频率有限元分析  

参赛者：祝小元  西北工业大学

作品：矿用自卸车大厢静强度分析  

参赛者：梁江波  陕西重型汽车有限公司

作品：CNSL非线性碰撞分析  

参赛者：张瑞妍  泛亚汽车技术中心

众说纷纭

RADIOSS技术论文展示

——涵盖碰撞、鸟撞、NVH、跌落、强度、流固耦合等技术热点

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