一、 市场需求

近年来，随着C-NCAP和C-IASI等碰撞测评标准的不断升级，如小偏置正碰、侧面柱撞、更加严苛的侧面碰撞等，整车安全开发面向解决各类结构和连接的碰撞断裂失效风险问题。我们会从成本、重量、工艺、材料选型和结构设计等维度出发，在合适的地方使用合适的材料，以此获得更加安全的车型设计。热成形钢，包括一体式门环的应用逐渐普及，能够加强乘员舱车身结构的耐撞性，当然碰撞过程中也容易引起钣金撕裂或焊点失效等情况。此外，挤压铝、铸铝、聚合物塑料、纤维增强复合材料、一体式薄壁大铸件等轻质新材料和工艺的引入，整车碰撞也频繁发生断裂破坏现象，同时也给相应的点焊、焊缝、SPR、FDS和结构胶等同种或异种材料的连接模拟带来一定问题。

CAE仿真驱动碰撞安全性能开发是必不可少的工作，能够帮助用户压缩开发周期、降低实车碰撞试验验证和认证的成本，允许用户在前期工程数据开发阶段对潜在风险进行改进优化，通过仿真模拟更好的实践合适的材料用在合适的地方。当然，这些就要求碰撞仿真具备更高的准确性和可信度，不仅仅关注碰撞变形和加速度响应历程，也要求能够正向预测出关键零件和整车结构的碰撞断裂失效风险，能够适用于测评规范涉及的高速碰撞和行人保护工况，最好也可以兼顾ACU安全气囊虚拟标定和约束系统虚拟测评的开发。

基于多年项目经验积累，我们对影响碰撞仿真精度的关键影响因素进行汇总，如下图所示。表征材料力学性能准确性的材料模型及其参数对精度影响最为明显。图中接触表征、求解器稳定性及其他因素的占比合计29%，这部分主要依赖于显式求解器，如LS-DYNA，Radioss等，一般用户很难对这些影响因素进行变更。对于碰撞仿真用户而言，我们主要通过材料模型、连接模拟、工艺影响表征以及相应的仿真精细化建模来改善我们的碰撞模型精度，更好的匹配与实际试验相符合的预测能力。固然，传统通过试验和仿真的对标来提高仿真模型的手段已经无法满足现阶段车型研发周期的诉求，我们更倾向于通过知识积累、经验总结、先进工具导入、流程固化等方式保障碰撞仿真预测能力，提升正向研发能力。

迅仿科技围绕CrachFEM材料失效模型软件，陆续形成了CrashFEM MAT碰撞失效材料卡片数据以及与之想配套的系统化材料力学试验和精细化建模方法的整体技术解决方案，提升碰撞仿真精度，尤其是碰撞断裂失效模拟，近几年在20多家OEM和零部件用户进行广泛使用，同时也延伸到ACU虚拟标定和约束系统虚拟测评等新场景的应用。CrachFEM材料失效模型是一款全面的材料塑性和失效模型软件，通过用户自定义本构模型的方式与显式求解器耦合使用，不仅能够表征材料弹塑性变形，也可以描述材料在不同加载条件下的断裂失效，基本满足一个本构模型支持所有材料的碰撞失效模拟，支持高强钢、热成形钢、软钢、挤压铝、铸铝、冲压铝、镁合金、聚合物塑料、玻纤增强塑料、碳纤维复合材料、编织复合材料、胶合板、聚木材、玻璃、陶瓷、3D打印材料等，也能够结合精细化建模开展同种/异种连接的碰撞失效模拟，具备高精度的材料级、部件级、子系统级和整车级的正向断裂失效预测能力。

二、 应用痛点与困扰

作为汽车OEM和零部件公司研发团队，您是否经常遇到类似问题：

− 利用简单MAT24材料模型进行碰撞仿真，在缺少试验和仿真积累前提下，如何判断材料是否有断裂风险？

− 公司内部材料仿真卡片管理混乱，正在使用的卡片是基于材料试验数据正向开发标定的呢，还是后期通过整车对标过程修正获得的呢？

− 工程部门从成本角度，考虑从供应商A切换为价格更便宜的供应商B，需要CAE仿真快速评估性能可行性，但是缺少材料仿真卡片；

− 金属和塑料材料牌号多，还需要兼顾多个供应商，如何在预算紧张的环境下建立适用于碰撞仿真应用的材料卡片？

− 供应商提供的材料失效卡片的类型多，依赖于供应商对材料卡片要求的理解，很大程度上供应商无法提供材料开发的完整试验数据和标定报告，同时又如何保障材料试验数据来源的可靠性？

− 材料仿真卡片，尤其是断裂失效卡片，与材料在碰撞模拟的精细化建模要求相关，可能需要投入人力和精力以及时间成本在项目中进行试错摸索，耽搁车型研发周期；

− 委托开发几个材料失效仿真卡片的成本相对可控，但面对整车级的材料失效数据库的投入成本会很大，且属于长期行为。

作为材料供应商，如钢板供应商、铝合金供应商或者非金属类供应商等，您是否也经常遇到类似困扰：

− 在某家客户推广公司的某个材料产品，客户要求提供带失效的仿真卡片，用于客户端内部的CAE碰撞仿真评估，但面对存量市场的激烈竞争，无法确定客户是否会选型该材料产品？

− 与多家OEM客户对接时，客户A要求材料供应商提供格式1的失效卡片，客户B要求材料供应商提供格式2的失效卡片，亦或是客户C要求供应商提供满足其他求解器的仿真卡片？

− 当您准备按照某OEM客户要求开展相应碰撞失效仿真卡片开发时，是否会面临提供的报价单左右为难，前期认证成本的投入过多？

− 当您的公司没有专业的仿真人员时，委托开发的材料失效卡片如何能够准确无误的满足OEM客户需求？

− 塑料材料牌号众多，如果都要做材料失效仿真卡片，我们的成本投入数字是不是很惊人？

是的，这些问题都可以在迅仿科技推出的共享版CrashFEM材料仿真数据库合作方案中找到更合适、更低成本或更多服务。

迅仿共享版CrashFEM材料仿真数据库合作方案优势（适用OEM）：

l 迅仿每年新增一定数量OEM新材料卡片需求；

l 具有迅仿CrashFEM材料仿真数据库使用权；

l 赠送年租用户有效积分兑换卡片；

迅仿共享版CrashFEM材料仿真数据库合作方案优势（适用材料供应商）：

l 更加灵活的合作投入；

l 免费CrachFEM卡片开放权益，主动推广材料卡片供OEM使用；

l 降低供应商材料认证前期卡片研发费用；

l 迅仿专业研发团队技术支持，灵活的合作模式和优惠折扣；

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