CAD2CRASH24： 驱动整车碰撞分析降低到24小时

HyperMesh包括CAD几何清理工具，可以帮助清理导入的CAD模型。这是确保高质量的有限元网格生成的重要的一步。

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,我们使用了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，在此，我们选择采用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CPUs分配和管理RADIOSS工作量。作为一个单一的统一系统，PBS Professional是能够提供智能化的管理分布式的高性能计算环境的平台。基于policy-driven 架构, PBS Professional能够帮助企业对高性能计算（HPC）资源进行最优规划。

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。具体地说，硬件配置如下:

▪ 64个CPUs

▪ 32GB的RAM

▪ 64位Linux操作系统

▪ 64位Windows XP笔记本电脑

▪ Microsoft Windows操作系统

在Linux平台下划分网格，装配和计算。在64位Windows XP的笔记本电脑上创建整车碰撞模型。

对“CAD2CRASH24”概念的证明，Ford提供了白车身（BIW）的CAD模型而子系统模型来自国家公路交通安全管理局，并对其进行了变形以匹配白车身模型。上两图 (从左至右)展示了车辆碰撞之前的俯视图和等视图,下两图(从左至右) 利用Altair HyperView展示了碰撞的结果。

在开始“CAD2CRASH24”概念的证明之前,该团队为各项任务确定了时间框架。

他们估计完成白车身（BIW）和子系统批处理网格划分分别花费两个小时,两个小时完成白车身（BIW）装配(焊接);四个小时完成子系统装配 (螺栓连接、焊接、胶粘)。他们也为质量布置,碰撞设置和模型验证分别分配两个小时。在64位CPU上运行碰撞仿真分析花费大约六个小时，运行报告大约两个小时。

CAD2CRASH24涉及的计算技术及工具：

HyperMesh:高性能的有限元前处理器，提供了一个用于分析产品设计性能的虚拟环境。功能包括曲面和实体几何建模，壳网格划分，实体网格生成和批处理网格划分等

HyperCrash:专门为汽车设计的用于碰撞分析和安全性评估的自动化创造高保真度模型，软件包括以下模块：质量检查；网格编辑；安全工具建立、编辑和为碰撞分析定义安全相关的特征；质量平衡，管理每个部件和整个碰撞模型的质量和惯性属性。

RADIOSS: 该求解器包括线性分析与非线性分析，可以用来仿真结构、流体、流固耦合、钣金冲压以及多体运动系统。它的特点如下：完备的材料库；易于读取输出文件；NASTRAN环境兼容性；提供有限元假人、壁障和撞击模型。

HyperView: 该软件是一个完整的后处理可视化环境,可用于处理有限元分析、多体系统仿真、试验视频的结果可视化，并支持对试验及仿真等工程数据进行各类处理。

其他的软件工具也为“CAD2CRASH24”概念的证明发挥着重要的作用，包括：

HyperWorks Data Manager:利用此软件,用户在整个产品开发过程中可以捕捉,组织和管理数据。它能与任何现存的PDM系统、数据库和其他企业系统结合。

PBS Professional: 作为Altair PBS Works系统的一部分,它是复杂高性能计算作业管理和调度系统，可以实现计算机资源的利用效率最大化。

PBS Catalyst: 此基于Web Portal能够使用户很容易的通过拖拽输入文件到桌面系统中PBS Catalyst图标上提交和管理作业。输入数据集自动顺序提交，作业完成后自动返回输出文件。

结论

大部分工作比所预期所花费的时间要少。有些花的时间比预期多一些。例如，在质量布置任务中，我们不得不进行人工寻找一些模型并进行手工更新质量。在建立碰撞阶段我们也必须做一些手动调整，这些工作是分析工程师在他们的日常工作中经常遇到的。完成了“CAD2CRASH24”这样一个概念证明POC项目后, 我们对涉及到的各种挑战有了一个更深刻的认知，为将来进一步精炼计算流程积累了经验。

总之, Altair CAD2CRASH24项目可以为全球制造商定制和实施高效的仿真流程，我们提供的过程咨询服务以满足客户的研发需求及相关的产品安全要求。此项目延伸可以到任何需要确保其产品冲击和安全性能的任何行业，包括手机跌落、飞机鸟撞或植入医疗器械的疲劳分析等领域。

关于Altair公司

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