關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工程分析技術年會（CCATAC2007）大連,7/28-29/2007提綱顯式有限元方法的論證瞬態動力學例–桿的縱向振動Bathe-Dvorkin單元用于瞬態動力學例–矩形板的橫向運動對角質量矩陣例–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CAE的巨大機計算機仿真時代的機遇和挑戰遇莫爾定律:計算機速度每18個月翻一番(5年翻十番)科學計算的理論和方法的發展日新月異–特別是有限元方法世界著名科學家們正在推動V&V–旨在科學地論證計算予測的準確和可靠(verificationandvalidation)許多領域(科學,工業,軍事,醫學,保安…)都在開發仿真計算很多大公司都已擁有一支可觀的CAE隊伍,他們已成為生產主力軍的不可缺少的重要組成部分CAE的應用越來越成熟,越來越廣泛,經驗越來越豐富CAE應用的關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2006美國自然科學基金BlueRibbonPanelonSimulation-BasedEngineeringScience(SBES)項目總結報告:RevolutionizingEngineeringSciencethroughSimulation(由仿真對工程科學革命化)為了明天的工程和科學,國家的首要任務=SBES,仿真技術基于仿真的工程科學對美國繼續在科學和工程方面的領導地位是不可缺少的.SBES這個新領域對人類經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----有事實證明,美國計算工程和科學方面的領導地位在快速消亡.要逆轉這種趨勢,必需改變教育體制和確定基礎研究經費的方法.-----------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動力學例–桿的縱向振動Bathe-Dvorkin單元用于瞬態動力學例–矩形板的橫向運動對角質量矩陣例–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網格細分時，撓度和法線轉角，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（對于固定網格）網格細分時，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，撓度和法線轉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對角質量矩陣的影響瞬態動力學的變分原理導致一致的質量矩陣顯式有限元軟件都用對角質量矩陣理論結果：用線性單元時，用對角質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果，考慮時間相位的偏差 怎樣和一組試驗比較結果，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結果和一組試驗數據顧鐳，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小結介紹了