RADIOSS整车碰撞模型转换方法的研究与应用

整车被动安全性研究是汽车研发领域中的重点，工程实际中经常遇到不同软件有限元模型之间的转化问题。本文根据实际工程的应用情况，详细的介绍了上海汽车某轿车整车碰撞模型从LS-DYNA格式转化为RADIOSS格式的具体应用方法，并最终将使用RADIOSS显式求解器对整车碰撞各工况的仿真分析计算结果与整车试验测试数据进行比较分析。从对比结果可以看出，采用RADIOSS显式求解器得到的整车碰撞仿真结果与试验结果吻合较好，计算精度较高，从而验证了新转化的RADIOSS模型的有效性，并进一步验证了模型的转化方法的可行性和

0 前言

    仿真分析是汽车碰撞安全性研究的重要手段。在汽车被动安全性整车仿真分析中，常用的有限元仿真分析求解器软件有LS-DYNA、RADIOSS、PAM-CRASH、ABAQUS等。由于多方面的原因，不同的企业以及各类研究机构使用的仿真计算软件不尽相同，所以在实际工作中，不同软件模型之间的转换问题不可避免。曾有诸多人员对PAM-CRASH模型和LS-DYNA模型之间的相互转化做过研究分析，发现用不同求解器建立的模型的计算结果均非常接近，证明了使用PAM-CRASH和LS-DYNA不同求解器计算结果的相近性。

    在本文的分析中，针对上海汽车某项目，首先探讨了某轿车从LS-DYNA向RADIOSS的转换方法，然后针对RADIOSS格式的模型仿真分析结果与工程上的应用，利用整车64KPH偏置碰、50KPH全宽正碰、以及50KPH的可移动变形壁障等试验测试数据进行了比较。验证了RADIOSS求解器计算结果的在工程上的可行性，以及与试验结果的一致性。

1 整车FE模型的转换方法

    在某轿车碰撞安全性研究过程中，我公司已经使用LS-DYNA软件在整车开发各阶段建立了整车碰撞有限元模型，并应用于整车开发过程中，且在整车开发各个阶段起到良好的设计指导作用。本文以此轿车完善的整车碰撞有限元模型为基础，进行从LS-DYNA格式到RADIOSS格式的转换。模型转换的主要步骤和内容如图1所示，完整并系统的介绍了整车模型从开始转换到最终与试验验证的一系列过程，在此根据不同阶段的特殊情况，对其中重要的步骤做以详细的解释。

    1.1 通过软件的自动转换

    首先，打开HyperWorks的HyperCrash模块，选择RADIOSS格式，如图1中虚线框图部分内容所示，导入LS-DYNA格式的整车子模型文件。在导入的过程中，系统会提示LS-DYNA格式的材料将被转换为对应的RADIOSS格式的材料，常用材料的转换对照表详见表格1。导入成功后，有必要对模型进行初步的检查，采用Model Checker功能，查看转化成RADIOSS格式的模型是否有错误，并注意检查Warning信息主要内容，然后再将此模型用指定的RADIOSS格式导出，形成*.RAD文件，从而实现模型文件格式上的自动转换。

    图1 整车CAE模型从LS-DYNA向RADIOSS转换流程图

    表1 整车碰撞仿真分析中最常用的材料类型关系对照表

    LS-DYNA代码格式默认为每行80个有效字符，RADIOSS代码格式则默认是每行100字符，且控制卡片的组合形式均不一样。自动转换过程可以将模型的PART、NODE、ELEMENT等信息的格式，以及常用的零部件材料特性、厚度特性的基本格式转换为相应的模式，表格1为自动转换时常用材料的关系对照表。虽然通过软件自动转换过来的基本参数格式一致，但是二者之间的转换仍存在不能完全自动实现的情况，也就是说自动转换过来的不一定是RADIOSS计算使用时的最佳参数。经常会出现两种软件存在不一致的信息，这些情况仍需要通过手动方式进行一一调整。