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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
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。
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。
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