LS-DYNA高级汽车碰撞模拟与被动安全分析实战培训大纲

培训对象

汽车主机厂及供应商的CAE碰撞安全仿真工程师，从事车身结构设计、约束系统优化的研发人员，力学、车辆工程、机械等相关专业的高年级本科生及研究生，以及具备有限元基础、希望转入显式动力学分析领域的仿真从业者。

培训目标

帮助学员深入理解显式非线性动力学理论、碰撞仿真控制方程及求解原理，能够独立完成整车碰撞模型的搭建，包括高质量网格处理、各类连接模拟及接触定义，攻克沙漏、负体积、质量缩放过大等常见数值问题，提升计算收敛性与精度，并熟悉国内外碰撞法规，掌握正碰、偏置碰、侧碰及后处理评价标准。

培训内容介绍

显式动力学理论基础与LS-DYNA概览
系统讲解显式时间积分算法与隐式算法的区别，阐述其在大变形、高速冲击问题中的优势。介绍LS-DYNA软件的发展历程、文件结构及在汽车被动安全领域的典型应用场景，帮助学员建立完整的显式分析理论基础。

整车碰撞模型前处理与网格质量标准
讲解整车碰撞模型的前处理流程，包括几何清理、抽中面及网格划分技巧。重点强调壳单元与实体单元的选用原则、网格质量检查标准，以及如何通过网格优化控制计算时间步长，确保基础模型的准确性。

材料模型理论与参数标定
深入讲解汽车碰撞中常用材料的本构模型，涵盖金属、塑料、蜂窝铝及泡沫材料的参数设置技巧，并讲解应变率效应在材料卡片中的定义方法，确保材料行为在高速冲击下的物理真实性。

连接单元建模技术
针对白车身及总成中的各类连接关系进行专项讲解。包括焊点的多种模拟方式、胶粘连接的实体单元模拟、螺栓预紧力施加，以及铆接工艺的精细建模，旨在解决连接失效模式预测的准确性难题。

接触算法定义与穿透控制
全面讲解LS-DYNA中的接触类型，包括自动单面接触、自动面面接触及固连接触的适用场景。深入剖析接触刚度计算原理、接触厚度的设定技巧，以及如何通过软参数设置解决初始穿透与计算过程中的穿透问题。

控制卡片设置与求解参数优化
详细解读关键控制卡片，讲解如何通过调整时间步长、设置沙漏控制、定义自适应网格等参数来平衡计算精度与效率，并教授学员如何从庞大的K文件中快速定位关键参数进行调试。

刚性墙、假人及约束系统建模
讲解刚性墙的定义方式及其在台车模拟中的应用。介绍混合III型假人模型的定位与姿态调整技巧，以及安全带、安全气囊的建模方法，包括折叠气囊的初始几何定义与充气模型参数设置。

典型碰撞工况仿真实战
以正面刚性壁碰撞工况为例，完整演示从模型装配、计算提交到结果查看的全流程。重点讲解边界条件施加、质量配重设置以及整车动能、内能与沙漏能的能量曲线分析。

偏置与柱碰工况关键技术
针对偏置碰撞中机舱变形模式预测的难点，讲解转向系统、悬架及轮胎的精细建模方法。同时分析侧碰与柱碰工况下门槛梁、B柱的入侵速度与入侵量控制，以及结构件失稳屈曲的模拟技巧。

行人保护与腿部碰撞分析
介绍行人保护法规对发动机罩、保险杠的设计要求。讲解头部模型与腿部模型的冲击模拟方法，重点关注头型冲击器的角度调整、小腿上砍型的边界定义，以及如何提取相关伤害值指标进行评价。

计算结果后处理与伤害值评价
教授使用专业后处理软件进行动画生成、云图显示及截面力输出。详细解读假人头部伤害指标、胸部压缩量、大腿轴向力及小腿指数的计算公式与法规限值，并结合动画对车身侵入量进行工程评价。

常见数值问题排查与模型调试技巧
总结汽车碰撞仿真中常见的计算终止原因，如负体积、节点速度无限大等。系统讲解调试策略，包括如何通过修改接触定义解决穿透，如何调整材料参数消除局部畸变，以及如何利用重启动技术接续计算。