Conversión del modelo de elementos finitos de un vehículo de LS Dyna A PAM CRASH : Simulación del impacto frontal contra pared rígida

Resumen

Partiendo del modelo en elementos finitos de un vehículo, desarrollado y calculado en LS-DYNA® por el Centro para Seguridad de Impactos y Análisis de la Universidad de George Mason –Center for Collision Safety and Analysis- se ha realizado la conversión de dicho modelo a PAM-CRASH®. A partir de dicha traducción se ha configurado la simulación de un impacto frontal, tanto para validar el modelo traducido como para el análisis del comportamiento mecánico-estructural de la carrocería frente al impacto. La traducción tiene como finalidad la generación de una herramienta de trabajo para el manejo de modelos en Elementos finitos en varios códigos de simulación numérica; para ello es necesaria la definición de cada elemento, material o parámetro en la forma propia del software de destino a partir de los datos de los que se dispone en el código de origen y la física de cada elemento. Esta acción se ha llevado a cabo con la ayuda del preprocesador ANSA®, de BETA-CAE SYSTEMS©, y pre-postprocesador LS-PrePost®, propio de LSDYNA. La validación del modelo traducido se ha llevado a cabo mediante la comparación con los resultados de la simulación original en LS-DYNA. Si bien es cierto que uno de los retos era mantener el modelo “tal como estaba”, la diferencia de formulación entre un código, más acusada en el caso de los materiales y el control de cálculo, conduce a la realización de variaciones en la modelización de ciertos elementos, lo cual repercute en el comportamiento general final del modelo traducido. Los puntos de referencia que se han tomado para la validación han sido las deformaciones globales y las señales de velocidad y aceleración en los sensores incluidos en el modelo, así como el balance general de energías. Los resultados muestran, en general, un alto grado de similitud entre un modelo y otro, con lo que se da por válida la traducción. En cuanto a la herramienta de traducción, este proyecto no pretende construir un diccionario de elementos de modelización con que realiza traducciones automáticas ni a la creación de tablas de equivalencia, sino crear un marco general que sirva de guía y referencia para una mejor transición de un código a otro, ya que siempre será necesario el criterio del ingeniero a la hora de traducir cada elemento en su mejor equivalente en función de la física a modelizar. Based on the EF model of a vehicle, developed and calculated in LS-DYNA® by the Center for Collision Safety and Analysis (CCSA) of George Mason University, the translation of the model has been carried out from LS-DYNA to PAM-CRASH®. From this translation, the simulation of a frontal impact has been configured, both to validate and to analyse the mechanical behaviour of the structure against impact. The aim of the translation is to generate a working tool for the management of FE models in several numerical simulation codes; for this, it is necessary to define each element, material or parameter in the form of the target software based on the available data in the source code and the physics of each element. This action has been carried out with the help of the pre-processor ANSA®, from BETA-CAE SYSTEMS © s, and LS-PrePost® pre-processor from LSTC. The validation of the translated EF model has been carried out by comparison with the results of the original simulation in LS-DYNA. While it is true that one of the challenges was to maintain the model "as it was", the difference of approaches in the modelling between both codes, more pronounced in the case of materials and calculation control, leads to some variations in the modelling of certain elements, which affects the resultant general behaviour of the translated model. Regarding the working tool, this project does nor intent to build either a dictionary of modelling elements or correspondence tables with which to perform automatic EF models’ translations, but to create a general framework that serves as a guide and reference for a better transition between codes since the engineer criterion will always be necessary to best fit an element with its equivalent depending on the physics to be modelled