碰撞属于极具破坏性的极端工况,容易造成结构损毁、设备失效,甚至带来人员伤亡与财产损失。
碰撞安全仿真就是利用数字化仿真手段复现碰撞全过程,在研发阶段预判结构响应、评估安全性能,为产品迭代优化提供数据支撑,如今已经成为众多行业产品安全设计的重要手段。
汽车是碰撞安全仿真应用最成熟、普及度最高的领域。
乘用车、商用车、新能源汽车,都需要依靠仿真完成正面碰撞、侧面碰撞、追尾、车辆翻滚等工况评估,用来验证车身结构、乘员保护结构的安全性能,满足法规安全要求。
手机、平板、笔记本等消费电子产品,在运输、日常使用中,跌落、磕碰是十分常见的工况。
通过碰撞安全仿真,可以模拟跌落撞击过程,评估外壳、电路板、内部元器件的抗冲击能力,指导结构抗摔设计,降低产品损坏风险。
高铁、地铁、轻轨这类轨道交通装备,关系到大量乘客生命安全,碰撞仿真是必不可少的研发环节。
工程师会仿真列车追尾、列车撞击障碍物、脱轨碰撞等极端工况,验证车体、吸能结构的防护能力,保障轨道交通运营安全。
Abaqus凭借强大的显示动力学求解能力,成为各行业碰撞仿真的主力工具,针对碰撞带来的强非线性工况,具备多项核心优势。
碰撞过程包含大量复杂物理现象:材料塑性大变形、结构弯折撕裂、部件之间摩擦接触等。Abaqus显示求解器可以精准捕捉这类高度非线性力学响应,还原真实碰撞过程。
软件内置完备的材料库,覆盖金属、复合材料、塑料、橡胶、泡沫等常用工程材料。
同时支撑模拟高应变率下的材料力学特性,而高应变率恰恰是碰撞冲击场景的关键特征,保障不同材料碰撞仿真结果的可信度。
碰撞仿真结果是否准确,很大程度取决于接触设置。
Abaqus先进的接触算法,可高效处理面面接触、点面接触、自接触等大量复杂接触关系,模拟碰撞过程中各部件挤压、摩擦、撞击交互行为。
Abaqus不只是完成计算,还提供全套结果分析工具。
工程师可以直观查看碰撞动态变形过程、应力云图、能量吸收曲线,快速定位结构薄弱位置,针对性开展结构改进。
利用Abaqus开展碰撞安全仿真,可以在样机试制前完成大量工况验证,减少物理样机测试次数,压缩研发成本,缩短产品开发周期,提升产品可靠性。
随着工程计算不断发展,Abaqus也会在更多新兴领域的冲击、碰撞场景中发挥重要作用。