整車碰撞分析流程
整車碰撞分析是被動安全中必不可少的分析內容，根據工況的不同，可以分為正碰、偏置碰、側碰、後碰、頂壓、行李箱衝擊和門侵入等分析項。看上去十分複雜，其實，只要深入瞭解正碰分析，在其基礎上稍作修改，就可以輕鬆完成其他分析項。
本文就以C-NCUP2018版的正面碰撞為例，介紹整車碰撞的分析流程，細節部分不做過多介紹；同時，還會介紹整車碰撞分析，約束系統以及試驗之間的關係。
分析流程可以分成前處理、計算和後處理3個部分。
1 前處理
前處理的軟體很多，比如pre-post，ansa等等，本文以使用較為廣泛的hypermesh為例進行介紹。
初速度
前處理部分包括劃分網格、整車模型搭建等部分，這裡不做詳細說明，主要介紹如何創建工況。根據C-NCUP2018版的要求，車輛初速度為50Km/h（13.88毫米/毫秒）。
剛性牆
車輛和正前方的剛性壁障發生碰撞，一般通過剛性牆來模擬。關鍵字：RIGIDWALL_PLANAR。剛性牆可以視為一種特殊的接觸，但是隻有從接觸面，沒有主接觸面（主接觸面是剛性牆）。從接觸面選擇「all」，表示選擇所有節點。剛性牆的摩擦係數一般是0.1.
除此之外，車輛還需要和地面接觸（否則會因為自重而自由落體），同樣通過剛性牆模擬地面。從接觸面選擇車輪即可。
自接觸
在碰撞過程中，車輛自身各部件之間也會發生接觸。因為無法知道哪些部件會接觸，所以這裡使用的接觸類型是自接觸，關鍵字：CONTACT_AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE。和剛性牆一樣，自接觸不需要設置主接觸面，只設置從接觸面即可。不同的是，在自接觸中，所有的從接觸面，同時又是主接觸面，也就是說，部件a既可以和部件b接觸，也可以和自己發生接觸。自接觸的動、靜摩擦係數一般是0.5.
重力加速度
重力加速度的關鍵字是LOAD_BODY_Z，大小是9.8m/s^2。
控制卡片
整車碰撞的控制卡片雖然多達17、8項，但是一般不需要特別設置，直接導入已有的控制卡片即可。唯一需要注意的是時間。不同的工況，碰撞完成的時間是不一樣的。比如，正碰的時間是0.1秒；偏置碰是0.14秒；側碰是0.12秒。
2 計算
前處理完成後，接下來是計算。提交計算很簡單，一般使用LS-dyna求解器。我常用的計算參數是CUP調用4個核（可根據電腦配置來調整），內存調用800M，正碰一般需要計算兩天。
3 後處理
計算得到結果文件後，需要通過後處理來顯示需要的數據。使用的軟體有hyperview和hypergragh。
對於正碰來說，需要的數據主要有碰撞動畫，加速度曲線，前圍板侵入量，方向盤、踏腳板和A柱後退量等。
限於篇幅，這裡不講解具體的操作過程，主要介紹各個數據的意義。
碰撞動畫
碰撞動畫顯示了碰撞的整個過程。通過動畫，可以判斷車輛各個部件的結構和位置等是否合理。比如，吸能盒和前縱梁是否壓潰？如果沒有，說明能量吸收不充分。
加速度曲線
加速度曲線決定了乘員的受傷情況。在整車碰撞的分析中，是不考慮乘員的；但是在約束系統的分析中，需要在整車中加入假人模型，模擬乘員的受傷情況，傷害值決定了車輛的評分。
4 整車碰撞分析，約束系統分析和試驗的關係
下面來說說整車碰撞分析，約束系統分析和試驗的關係。
整車碰撞分析和約束系統分析都屬於模擬，而模擬的目的，是在試驗中獲得更多的得分。
約束系統分析，就是為了模擬試驗過程，考察目前車輛能得多少分，能評幾顆星。但是，如果直接進行約束系統的分析，變數就太多了，不僅要考慮車輛自身的結構，還要考慮座椅、氣囊、安全帶等部件，很難分析出是哪個部件導致傷害值過大。
所以，模擬分成了整車碰撞和約束系統兩部分（這裡暫不討論行人保護）。首先進行整車碰撞，如果分析結果達到一定的標準，比如加速度峯值小於40g，再進行約束系統的分析。
除此之外，加速度曲線還可以和碰撞動畫結合起來，通過對比來分析碰撞過程。比如，加速度曲線出現了一個小波峯，說明在這個時刻，車輛受力達到了一個峯值（F=m*a）。通過觀察動畫，可以知道出現峯值的原因。
前圍板侵入量，方向盤、踏腳板和A柱後退量，這些分析項同樣是為後面的約束系統分析做準備。因為在碰撞發生的過程中，前圍板、方向盤、踏腳板等部件會與乘員產生接觸，從而造成傷害。如果這些分析項符合預定標準，再進行約束系統的分析。
5 總結
和其他CAE分析一樣，整車碰撞分析分成前處理，計算和後處理3個部分。前處理階段，主要內容包括設置初速度，剛性牆，自接觸，重力加速度和控制卡片等部分；計算階段很簡單，提交給LS-dyna即可，但是計算時間比較長，一般在2、3天左右；後處理階段的主要內容包括碰撞動畫，繪製加速度曲線，前圍板侵入量，方向盤、踏腳板和A柱後退量等部分。
整車碰撞分析的目的，是讓汽車結構達到初步標準；在符合該標準的基礎上，再進行約束系統分析。通過模擬結果，預估試驗中車輛的評分。
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