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揭秘广汽自主研发碰撞安全虚拟验证体系

2018-09-13 21:14:17·  来源:广汽研究院  作者:祺技说  
 
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目前,广汽研究院已掌握CAE技术在碰撞安全领域的深入应用,建立了一套碰撞安全自主研发的虚拟验证体系,可以高精度地复现碰撞事故的发生过程。今天,我们来揭秘这套体系。
因涉及大量数学和力学问题,CAE软件曾被称为“只有博士才能用好的软件”。CAE技术是工程领域最常见的虚拟验证方法,借助计算机的强大计算能力,将真实世界中复杂的物理过程复现在计算机上,它可以缩短产品研发周期、减少开发费,是各大车企保持产品领先地位的重要手段。

目前,广汽研究院已掌握CAE技术在碰撞安全领域的深入应用,建立了一套碰撞安全自主研发的虚拟验证体系,可以高精度地复现碰撞事故的发生过程。今天,我们来揭秘这套体系。

全面严格体系满足全球市场

通过十余年的创新实践,广汽研究院总结了一套完善的碰撞安全自主开发流程,从开发策略制定、目标分解到虚拟验证,零部件、子系统及整车的优化设计与验证,到最后达成整车安全开发目标。虚拟验证体系是广汽自主品牌碰撞安全开发流程中关键的一环,主要实现对开发目标的虚拟设计与验证。


广汽自主品牌碰撞安全开发流程

基于对用户安全的全方位考虑,广汽研究院将虚拟验证体系分为车身耐撞性、约束系统、车外乘员保护、车辆低速可维修性设计与验证四部分,并开展了涵盖正面冲击工况、侧面冲击工况、后面冲击工况、行人保护工况等在内的虚拟验证。

这些工况涵盖面广,能还原真实的汽车行驶工况,不仅满足国标、C-NCAP的要求,还能满足更严苛的美国、欧洲法规虚拟验证要求。



正面冲击工况包括可变性偏置壁障碰撞、全正面刚性壁障碰撞、小偏置刚性壁障碰撞、正面角度刚性壁障碰撞、车对车碰撞等。

其中,25%小偏置碰撞测试,是美国以严苛闻名的安全测试机构IIHS标准。该测试将车辆正面碰撞区域缩减为车前部的25%,在约64km/h的速度下,与不可变形的刚性壁障进行碰撞,由于碰撞面积小,压强会增大很多,对车辆的车身结构设计、车身材料刚性程度、乘员舱保护程度等安全性能要求也更高。广汽自主研发碰撞安全虚拟验证体系已具备IIHS标准开发的能力。



侧面冲击工况分为可变形移动壁障碰撞和柱碰撞工况。

IIHS也有着业界最严格的侧面碰撞标准,移动壁障重达1.5吨,以50km/h的速度垂直撞向测试车辆的侧面。广汽自主研发碰撞安全虚拟验证体系同样能满足它的要求。



后面冲击工况分为可变形移动壁障碰撞和刚性壁障冲击工况。



行人保护工况分为上腿型冲击工况、下腿型冲击工况、头型冲击工况。

其他分析工况还包括鞭打分析、行李箱冲击分析、动态头碰分析。

经过十余年的深耕细作,这套体系已满足全球市场的虚拟设计与验证。

高精度仿真处行业领先水平

安全无小事,虚拟验证的准确性和可靠性如何得到保证呢?

高精度的仿真分析模型是虚拟验证体系的基石,经过十余年的打造,广汽自主研发碰撞安全虚拟验证体系的仿真分析已达到较高精度,在行业内处于领先水平。


车身耐撞性仿真与试验对比


约束系统保护仿真与试验对比

广汽研究院采用正向的模型建立方法,提高虚拟验证体系的可靠性。比如为了保证车身结构的分析精度,首先验证纵梁零部件模型,再开展纵梁子系统模型的验证,最终可看到试验和仿真具有高度一致性。

约束系统的分析验证,也是先从安全气囊气体发生器模型开始,基于验证好的零部件模型,再进行安全气囊部件模型的验证,确保试验和仿真的高度一致性。

就是这样一套“零部件-子系统-系统”逐级建模与验证的建模流程,保证了广汽自主研发碰撞安全虚拟验证体系的精度。

精工极致工程保研发效率

汽车行业日新月异,新车型层出不穷,碰撞安全开发任务数量增多,但广汽研究院对安全的追求不会降低:不仅符合C-NCAP标准,更要符合更严格的美国、欧洲标准,与国际接轨。这对虚拟验证体系的工作效率有高要求。

提高效率,首先要优化工作方式。广汽研究院开展了精工极致工程,已实现虚拟验证工作标准化,建立了从网格划分、模型搭建、数据分析、报告出具的仿真分析规范标准体系,让建模工作一次性做对。

其次,根据精工极致工程要求,广汽研究院建立了更加精细化的碰撞模型,确保虚拟验证体系的精度,尽可能减少研发试验次数。

近年来,虚拟验证体系在广汽研究院碰撞安全性能的开发中发挥了重要作用;广汽传祺在C-NCAP测试中多次获得五星评价,多款车型处于细分领域得分冠军,打造了广汽自主品牌的安全基因。

接下来,广汽研究院不再满足于典型工况的开发,将逐步转向基于交通事故统计的用户实际工况的碰撞安全开发,这对虚拟验证体系提出了更高要求。广汽研究院规划未来3年模型单元将达到千万级别,仿真分析模型将更加精细化,虚拟验证体系在碰撞安全开发过程中将继续发挥着更为重要的作用。