PAM-CRASH

PAM-CRASH™ 是以顯式有限元素法為理論基礎的三維結構碰撞模擬分析系統,獨特的運算技術特別適用於處理複雜結構大變形、大旋轉、大應變、接觸碰撞等問題,為全球使用最廣泛的碰撞衝擊模擬軟體。

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PAM-CRASH 簡介(中文) PAM-CRASH 簡介(英文)

核心技術特點

PAM-CRASH™主要有以下顯著特點:

  • 完善的介面,能夠簡便地處理異常複雜的邊界約束
  • 支援多CPU平行計算(DMP和SMP),運算效率高
  • 三維圖形顯示屬性靈活控制,色彩多樣逼真
  • 針對大變形材料可採用特有的Adaptive Mesh、Frozen、Matric、Non-linear Contact Stiffness…等措施來保證求解的穩定性和精確性
  • 可設定材料的斷裂失效條件
  • 自動消除初始穿透現象
  • 靈活搜尋接觸區間
  • 靈活控制計算的時間步長
  • 動態分配記憶體,無須用戶設置
  • 簡便地定義焊點、鉚釘及螺栓等約束及其斷裂條件
  • 可設置阻尼以加快求解彈性接觸時的收斂,針對汽車碰撞而特設指標整形、輸出、比較模組
  • 提供碰撞多種障礙壁模型,能使得模擬結果符合法規測

四大功能

便利的操作介面

       PAM-CRASH™ 本身包含前處理模組、求解器、後處理模組組成。快速按鈕、功能表分類、互動式操作,並支援命令行操作、自行定義操作,使高階用戶能夠發揮自如。
通過滑鼠與功能鍵結合使用可輕易完成選取、平移、平面旋轉、三維旋轉、動態縮放、視窗縮放、局部隱藏、改變旋轉中心等圖形操作。

       隨時監控求解進度,瞭解當前計算狀態下的時間步長、剩餘時間、接觸系統的能量狀態等關鍵參數,避免因設置失誤造成漫長又無效的求解過程。另外,求解過程中會即時輸出事件描述檔,公佈錯誤資訊和可能的原因,並提供可行的處理建議。
       在求解進行同時,可利用後處理模組觀察分析剛算出的部分結果,無須等待整個求解過程完畢才進行,如此將使用戶能夠及時、直觀地判斷前處理品質,並儘早作出相應的決定。
後處理模組是視覺化模擬一個重要的部分,藉以查看計算結果。PAM-CRASH™對參數曲線、圖形等進行操作,具有以下主要特點:

  1. 動畫演示,可定義參考狀態,任意選擇播放區間,多狀態同時顯示。
  2. 運動軌跡顯示,可輸出選定節點的軌跡,使得任何觀察點的運動過程都能夠清晰顯現。
  3. 任意截取剖面和多剖面比較,多個特徵剖面狀態顯示,為改進結構提供更全面的資料。
  4. 多視窗同步/非同步顯示,對每個視窗可分別操作。
  5. 多模型同時顯示,可在同一工作平面上直接比較。
  6. 輸出AVI動畫檔,輸出區域靈活選擇並可對圖形進行三維注釋。
  7. 可打開AVI等格式的試驗錄影檔,並使之與類比結果進行同步顯示比較。

豐富的材料本構模型

       材料模型的準確與否,是模擬的關鍵要素之一,PAM-CRASH™ 中提供了金屬、塑膠、複合材料等多種常用的材料模型。如下表:

一維材料及鉸鏈模型

杆,樑,彈簧,減震器,承扭鉸鏈,萬向接頭…

二維材料模型

彈塑性模型,帶破壞校驗的彈塑性模型,多層纖維/複合材料,各項異性材料…

三維材料模型

彈塑性材料模型,可碎泡沫(聚氨酯),非線性高分子泡沫,粘彈性模型,複合材料,正交各項異性彈塑性材料,超彈性材料…

多種措施保證求解的穩定性

       實用材料特性因供應商不同而各不相同,需根據實際材料實驗的測試結果,同時經過合理的簡化假設,由用戶進行輸入,必要時應選擇具有失效校驗的材料模型。這些材料模型結合了全面的非線性應變、硬化性質理論,讓用戶能夠構造更接近實際性質的材料庫。此外,獨立的材料資料庫使用戶能夠更方便地管理材料資料。
       為迎合汽車碰撞試驗的需求,系統配有符合歐洲和美國被動安全法規的障礙體(泡沫、蜂窩),用戶可以很方便地建立碰撞類比模型,進行符合國際標準的多項研究。

       模擬計算最重要的是要保證求解的穩定性、精確性,針對這一目的PAM-CRASH™特有Adaptive Meshing、Frozen Metric、Nonlinear Contact Stiffness等功能。模擬計算中大變形材料(如:泡沫)在受到強烈衝擊時可能變成零體積甚至負體積,將造成計算中斷或者結果失真,此時可採用Frozen Metric功能,通過將材料的線性應變屬性修正為品質-彈簧系統,而控制其形變,有效遏止此情況發生。

       Adaptive Meshing 是一種通過修改變形較大部位的網格劃分密度,從而提高計算精度的方法。計算過程中,程式會按照用戶設定的最佳化準則(如長寬比過大、內角過大或過小)自動將大網格均勻細分,同時自動調節小單元的品質密度,以避免計算失穩。時間步長的大小關係到計算精度、計算時間,為同時保證精度與時間的要求,有時需要用戶人為控制時間步長,設定時間步長的數值,然後由程式自動做相應處理。

PAM-CRASH™ 提供以下三種時間步長控制措施: 

  • 初始時間步長放大:通過修改材料的密度來提高初始時間步長的值,而材料硬度不變 (為避免對材料修改過大,應在計算後檢查品質增加的情況)。
  • 最小時間步長設定:通過修改材料的彈性模量來限制計算步長隨網格變形不斷下降,同時,系統的能量吸收不會受到影響。
  • 節點品質動態放大:根據計算步長的下降程度,動態增大節點品質,從而保證計算穩定進行 (為避免對材料修改過大,應在計算後檢查品質增加的情況)。

其他高級功

       汽車工業中大量採用沖壓件,材料沖壓後因厚度、殘餘應力等的影響其性質會有所變化,採用由標準材料試驗所得出的材料資料客觀上已使模擬情形與實際情形有一定差距,如此加大了模擬計算的失真程度。因此PAM-CRASH™ 增加了與沖壓軟體PAM-STAMP™的耦合功能,可將沖壓計算中得到的厚度、應力、應變等資料導入碰撞類比中,提高模擬計算的精度。針對碰撞中可能會產生液體物質飛濺的情況,為更加真實反映實際情況,PAM-CRASH™採用SPH(Smooth Particle Hydrodynamics)來模擬液體行為,能完整表現液體物質的特性。

廣泛的應用範圍

PAM-CRASH™以其強大的功能、精確的模擬計算結果,被廣大的世界知名用戶所選用,在其產品的設計開發過程中創造了巨大的價值,發揮了無可取代的作用,受到一致好評。

  • 汽車製造業
  • 鐵路列車製造業
  • 高速公路安全系統
  • 船舶製造業 
  • 航空航太製造業