不得不說的問題
你愿意為汽車安全買單嗎？很多人在面對(duì)這個(gè)問題的時(shí)候或許會(huì)覺得有些突然，因?yàn)閷?duì)于一般大眾來說，在預(yù)算有限的情況下，通常都更愿意在汽車動(dòng)力、外形、裝備等上面花費(fèi)更多精力和財(cái)力，而忽略了車輛本身的安全性問題，因?yàn)樵谒麄兛磥?，只要開車注意點(diǎn)，安全就應(yīng)該不會(huì)有什么問題。很多汽車制造企業(yè)亦是如此。然而據(jù)統(tǒng)計(jì)，隨著汽車保有量的增加，中國(guó)每年都有超過10萬人死于交通事故，居世界第一。其中的原因或許是駕駛水平、交通秩序、駕駛習(xí)慣等方面的因素，但我國(guó)汽車本身的安全性能方面也確實(shí)存在很多問題。由此，汽車安全在今天的中國(guó)，確實(shí)是個(gè)不得不說的問題！
那么如何來保證汽車安全？究竟應(yīng)該由誰來為汽車安全買單？
“隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車技術(shù)由主動(dòng)安全性逐步轉(zhuǎn)向被動(dòng)安全性的研究，中國(guó)政府也相繼頒布了一系列有相關(guān)法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)制生產(chǎn)企業(yè)實(shí)施一些被動(dòng)安全性試驗(yàn)，其中包括對(duì)汽車碰撞（正碰、側(cè)撞、尾撞）（被動(dòng)）安全性的強(qiáng)制性規(guī)定?！?/SPAN> ESI(中國(guó))有限公司北京辦事處總經(jīng)理崔啟玉告訴記者。此外，崔啟玉也坦言，汽車碰撞安全性的深入研究及試驗(yàn)測(cè)試能力在我國(guó)尚處于初級(jí)階段。
現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展、產(chǎn)品的全球化對(duì)汽車安全性的要求越來越高，傳統(tǒng)的研發(fā)方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代化企業(yè)的發(fā)展需求。為順應(yīng)國(guó)際市場(chǎng)的要求，“盡快建立一套行之有效的科學(xué)化的汽車碰撞與（被動(dòng)）安全性分析系統(tǒng)來研究碰撞過程中車體各部位的變形、斷裂以及車內(nèi)乘員的損害響應(yīng)，使之作為產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)的依據(jù)，據(jù)此改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)參數(shù)很有必要?！贝迒⒂袢缡钦f。
汽車安全新標(biāo)準(zhǔn)
近年來，CAE仿真技術(shù)已逐漸成為汽車被動(dòng)安全性研究的有利工具。而據(jù)ESI集團(tuán)中國(guó)區(qū)虛擬原型產(chǎn)品鏈經(jīng)理張偉分析，采用計(jì)算機(jī)模擬作為一種分析手段，進(jìn)行汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)和安全性分析，將實(shí)際測(cè)量的材料數(shù)據(jù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)等輸入CAE系統(tǒng)并對(duì)各種不同試驗(yàn)條件進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬從而得出汽車碰撞過程中的各種參數(shù)及其規(guī)律是實(shí)際生產(chǎn)中再好不過的指路明燈。
法國(guó)國(guó)際工程科學(xué)集團(tuán)（ESI Group）成立于1973年，是一間為工業(yè)界提供數(shù)值模擬方案的專業(yè)國(guó)際集團(tuán)。ESI GROUP具有完善的汽車碰撞與被動(dòng)安全性模擬方案，在汽車設(shè)計(jì)開發(fā)領(lǐng)域廣泛使用的PAM-CRASH/SAFE已經(jīng)成為目前實(shí)施的碰撞安全性研究的標(biāo)準(zhǔn)。
那么，如此豐富的汽車安全解決方案是如何為汽車安全服務(wù)的？
“首先我們有PAM-CRASH，它是基于顯式有限元計(jì)算分析方法的計(jì)算機(jī)三維碰撞沖擊仿真模擬系統(tǒng)，能夠?qū)Υ笪灰?、大旋轉(zhuǎn)、大應(yīng)變、接觸碰撞等問題進(jìn)行良好的模擬。此外，基于顯式有限元計(jì)算分析方法的計(jì)算機(jī)三維碰撞沖擊被動(dòng)安全性分析模擬系統(tǒng)PAM-SAFE也具有非常強(qiáng)大的功能，能夠?qū)×遗鲎策^程中車身各部件的復(fù)雜變形以及車內(nèi)乘員的響應(yīng)進(jìn)行精確地模擬分析。PAM-SAFE真正實(shí)現(xiàn)了軟件模擬與實(shí)際碰撞被動(dòng)安全性試驗(yàn)的無縫貫通，大大縮短了開發(fā)周期。”
他還介紹說，PAM-CRASH 2G是碰撞模擬軟件PAM-CRASH的第二代產(chǎn)品。在PAM-CRASH 2G中，國(guó)際上第一個(gè)可預(yù)測(cè)碰撞斷裂的材料模型已經(jīng)投入工業(yè)應(yīng)用，這樣可以更精確地模擬材料變形、斷裂等復(fù)雜現(xiàn)象，該模型可應(yīng)用于復(fù)合材料、高強(qiáng)度鋼和鋁材。張偉強(qiáng)調(diào)： “PAM-CRASH 2G能夠更好地滿足汽車模型日益復(fù)雜的市場(chǎng)要求，新的并行計(jì)算版本對(duì)于200萬左右單元的模型的模擬幾乎可以做到‘夕發(fā)朝至’。此外，PAM-CRASH 2G也是碰撞與乘員安全性系列模擬軟件PAM－SAFE的基本組成部分?！睋?jù)悉，PAM-CRASH 2G采用了新的集成應(yīng)用環(huán)境和求解器架構(gòu)，以便工程師將主要精力集中在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，而無需在軟件使用上耗費(fèi)過多的精力。
將設(shè)計(jì)做到一步到位
ESI Group目前是歐洲最大，全球排名第三或第四的MCAE公司。與其他CAE公司不同，ESI除了具有完善的汽車碰撞與被動(dòng)安全性模擬方案，同時(shí)還具備基于人體工學(xué)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案——PAM-COMFORT，基于生物醫(yī)學(xué)的計(jì)算機(jī)模擬方案——AM-BIO，是目前全球唯一擁有如此完善的計(jì)算機(jī)模擬分析方案的專業(yè)公司?！?/SPAN>ESI的產(chǎn)品覆蓋了汽車工業(yè)、航空航天、重型工業(yè)、國(guó)防工業(yè)等幾乎所有應(yīng)用領(lǐng)域，包括BMW、Ford、Audi等在內(nèi)的眾多國(guó)際知名企業(yè)都正在使用ESI的汽車行業(yè)解決方案?！?/SPAN>ESI(中國(guó))有限公司大客戶經(jīng)理何強(qiáng)告訴記者。
正所謂事實(shí)勝于雄辯，究竟ESI產(chǎn)品的應(yīng)用效果如何，想來只有親身體驗(yàn)過的用戶最有發(fā)言權(quán)。
“由于競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，標(biāo)準(zhǔn)要求越來越高，現(xiàn)在在設(shè)計(jì)新的車型時(shí)，已經(jīng)不可能不采用數(shù)字模擬。ESI集團(tuán)的虛擬測(cè)試模擬方案使斯科達(dá)的虛擬試驗(yàn)又上了一個(gè)新的臺(tái)階?！?/SPAN> 斯科達(dá)汽車制造公司的數(shù)字模擬計(jì)算負(fù)責(zé)人米洛斯·薩夫勒這樣評(píng)價(jià)ESI。
正如米洛斯·薩夫勒所說，在設(shè)計(jì)階段就采用數(shù)字模擬已成為必需。斯科達(dá)公司在進(jìn)行Fabia車型生產(chǎn)時(shí)即是這樣，不僅在虛擬試驗(yàn)時(shí)采用了PAM－CRASH軟件，而且在開發(fā)的初始階段就已經(jīng)開始使用?！疤摂M原型機(jī)可以幫助制造商了解實(shí)際的物理現(xiàn)象，更為快捷地評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)中一些個(gè)性化選擇可能產(chǎn)生的影響，而且在開發(fā)的最初階段就可以了解到這些情況。” 張偉進(jìn)一步解釋道。
斯科達(dá)汽車制造公司充分利用了PAM－CRASH軟件中特別的子結(jié)構(gòu)功能。這種技術(shù)可以使零部件開發(fā)商做一些較小規(guī)模的模擬模型，以所需要的信息為基礎(chǔ)，比如只測(cè)試氣囊，因規(guī)模小，所以費(fèi)用比較低，周期也比較快。經(jīng)過這樣的試驗(yàn)之后，傳達(dá)給氣囊生產(chǎn)商的，只有汽車變形結(jié)構(gòu)的極限條件。這些工具和工作程序幫助斯科達(dá)汽車制造公司調(diào)整了自己的設(shè)計(jì)程序，很快達(dá)到了大眾集團(tuán)的標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)也大大減少了學(xué)習(xí)階段的時(shí)間。今天，斯科達(dá)汽車制造公司對(duì)所有的車型均采用同一種模型，不管是車輛的剛度、正面撞擊還是側(cè)面撞擊。米洛斯·薩夫勒歸結(jié)說：“虛擬原型機(jī)指引著斯科達(dá)汽車制造公司走向其最終的目標(biāo)：將設(shè)計(jì)做到一步到位！”
而ESI完善的解決方案還在福特汽車公司開展的汽車人體生物力學(xué)研究上發(fā)揮了極為關(guān)鍵的作用。由于碰撞假人在實(shí)際汽車設(shè)計(jì)中并不足夠，比如如何分析人體器官在汽車碰撞中的真實(shí)損傷和人體舒適程度的評(píng)估等等。開展這類研究，多剛體的假人和求解器是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，所以福特汽車選擇了基于有限元背景的PAM-CRASH/PAM-SAFE,并和ESI一起開發(fā)生物力學(xué)假人。福特汽車負(fù)責(zé)被動(dòng)安全性模擬的主管工程師Jesse Ruan說：“PAM-SAFE中采用了許多獨(dú)一無二的技術(shù)如快速氣囊折疊，快速安全帶設(shè)計(jì)，FPM技術(shù),FEA與MBS耦合技術(shù)，都使得被動(dòng)安全性分析得心應(yīng)手。正是基于這些技術(shù)，福特汽車才有可能和其他機(jī)構(gòu)一起開發(fā)人體力學(xué)模型?！?/SPAN>
（轉(zhuǎn)載）
