Ansys整车碰撞及人体防护白皮书

高效汽车碰撞安全性能开发与仿真技术的前沿展望


引言

随着全球道路交通事故的频发，交通安全成为关注焦点。每年全球约有135万人因交通事故死亡，每24秒就有1条生命因此陨落，每年还有数千万人遭受非致命伤害。中国汽车产业迅猛发展，交通事故问题在中国同样严峻。加强汽车碰撞安全性能的研究与开发，不仅能够显著减少交通事故伤亡，而且对消费者信心、政府监管和社会责任感具有积极作用。

汽车碰撞安全法规与评价

汽车安全性能法规旨在确保交通参与者生命安全，涵盖正面、侧面和尾部碰撞，以及对车内乘车人、车外行人保护标准。在众多国际系统中，欧洲、日本、美国和中国分别设立各自的标准与评估流程。这里的评价标准不仅要满足基础安全需求，还对提升消费者接受度和汽车企业口碑起到关键作用。

汽车碰撞安全的评价及标准




NCAP（新车评价规程）等标准组织通过模拟交通事故进行车辆评价，采用详细的工况模拟，如图1、图2所示的车辆碰撞环节，为汽车生产企业和消费者提供更为严苛的安全数据支持。CNCAP作为中国车辆安全性评价的标杆，积极接轨全球标准，每年修订，全面涵盖了乘员保护、行人保护、主动安全等方面。

车辆安全性能测试与实验

而实车试验尽管提供了真实碰撞条件下的数据，但高昂的成本、试制周期的影响，是汽车企业面临的挑战。CAE（计算流体力学）仿真技术的出现，为汽车设计初期产品无风险测试提供可能，低成本快速迭代设计，确保性能和成本最优化。

Ansys LSDYNA：碰撞安全仿真的先驱

作为显式动力学分析的行业领导者，Ansys LSDYNA是解决汽车碰撞工程问题的黄金标准。通过其强大的算法功能，能精准预测车辆因碰撞产生的行为和乘员可能受的伤害。LSDYNA广泛应用于碰撞安全性分析、人身保护研究、电池电安全等多个领域，其全面的解决方案覆盖模型包括车身、座椅、安全带、行人保护模型和轮胎等关键部件。

LSDYNA的先进应用案例

其在高精度气囊展开分析、材料参数优化、复杂安全带模型、电池多物理场仿真、碰撞关键模型研发等方面均展现出其不可替代的技术优势。LePage Tigerhead剪切连接模型和美国汽车工业学会101号材料标准的库结构化设定，体现了LSDYNA在行业内的引领地位和技术深度。