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suoxz@free.fr 28th Oct 2003 1
目目 录录
1. RADIOSS 简介1.1 什么是 Radioss1.2汽车工业1.3生物力学1.4被动安全设计1.5航空领域1.6铁路与轮船力学1.7多相偶合与国防1.8 流体与噪音分析
� 2. 服务与咨询2.1 定期提供新近版本、人员培训、技术支持
2.2 技术讲座2.3 高级研讨与咨询服务2.4 结构设计（CAD）服务2.5 CPU计算服务2.6 个性化软件开发服务
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1.1 RADIOSS1.1 RADIOSS是是用于工程仿真、按时间步骤积分的显示有限元计算软件。在撞击模拟领域里，RADIOSS处于世界的领导地位；具有处理高速动力荷栽下，高阶非线性材料的力学响应问题；
可使用拉格郎日、欧拉或任意混合拉格郎日-欧拉三种不同的坐标系统；
多用于Windows系统、UNIX 系统、矢量机、并行机、超级计算机以及多机联网构成的大规模分布式并行计算系统(Linux CLUSTER) ；针对典型的钢材、复合材料、泡沫、有机玻璃、蜂窝状材料、混凝土、塑料、织布等，软件包提供超过35种不同的材料模型；强大的前处理功能，有效地缩短撞击分析和人体防护分析的建模时间。直观的后处理分析功能，详细演示结构变形的动态过程。
获得 ISO9001 国际质量保证书用于世界40%的汽车制造商；美国军方唯一使用的外国软件；软件合作伙伴CATIA, I-DEAS, MADYMO, MODVISION 硬件合作伙伴, HP/CONVEX, IBM, NEC, SGI/CRAY, SUN
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1.2 1.2 在在汽车工业中的应用汽车工业中的应用
世界上汽车正面撞击的强制性标准� 正面撞击钢性障碍物 : 美国 FMVSS 208 时速 48 km/h, 澳大利亚 ADR69 时速 48 km/h, 日本 SRRV article 18 时速 50km/h.
� 40%覆盖面撞击可变性障碍物 : 欧共体 new implementation in 1998 时速 56 km/h
世界上汽车侧面撞击的强制性标准� 静态汽车受移动体的撞击 : 美国 FMVSS 214 时速 54 km/h, 欧共体new implementation in 1998 时速 50 km/h , 日本SRRV article 18 时速 50 km/h
� 汽车撞击钢性柱体 : 美国 FMVSS 201 时速 29 km/h � 静态汽车受到偏角为27°的移动体的撞击 : 美国 FMVSS
214 at 时速 km/h
汽车撞击实验的独立测试机构
美国 (NHTSA正面56 km/h和侧面62 km/h，IIHS正面64 km/h), 欧共体(EuroNCAP正面56 km/h和侧面62 km/h) :根据人体的伤残程度，将撞击结果按所获星数分为5 个等级，其中5星为顶级。
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汽车工业界的用户
– PSA– RENAULT– NISSAN– HONDA– TOYOTA– ISUZU– KAWASAKI HEAVY– MERCEDES BENZ– FIAT (AUTO, CRF)– FORD– RENAULT VI– IRISBUS– MATRA AUTOMOBILES
– FAURECIA– VALEO– LEAR– WAGON AUTOMOTIVE– VISTEON– FRANCE DESIGN– VOLVO (CAR, BUS)– FERRARI– OPEL– JAGUAR– GM– MAZDA– SHOWA– DAIWA
长期以来，世界上处于领导地位的汽车制造商将RADIOSS安装在他们的超级计算机里，获得了良好的经济效益。中小型公司将软件用于工作站或者PC联网构成的分布式并行计算系统，也同样将他们的实验费用降至最低。
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40%覆盖面的正面撞击
静态汽车受侧面运动物的撞击后部撞击模拟
汽车与卡车的撞击
汽车翻滚模拟 车窗玻璃在撞击下的裂纹扩展模拟
高速撞击模拟
λ高速撞击 : 正面, 后面, 侧面…λ可修复性验证
λ行人碰撞伤残评估
λ驾驶员伤残评估
λ安全装置（气囊，
安全带）有效性检测
λ汽车翻滚模拟 ...
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静态下的应力分析λ所有的加栽条件 : 弯曲, 扭转…
准静态下的应力分析λ汽车顶棚强度的验证
λ安全带与车体连接的牢固性分析
客车的翻滚模拟
欧共体R14法规对座椅强度的验证
结构的优化 : 最大地吸收撞击能量
Simulation d’aquaplaning.轮胎行驶过程中的溅水现象：优化轮胎齿纹
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Radioss撞击模块综述自1986年引入市场以来，Radioss撞击模块得到与实验数据的多方面验证，广泛用于全球范围内的汽车制造商及其零部件供应商，以便深入研究其新产品的抗冲击性能。该项性能的研究涉及到几乎所有的交通运载工具：飞机、汽车、直升机、轮船、火车。抗冲击性研究在国防领域里具有同样重要的意义：如头盔、防弹衣、裝甲车的设计。 Radioss撞击模块的引入，使得通过计算机模拟物理世界，大大地减少样品部件的撞击实验成为可能，从而极大地降低产品的研发费用，缩短开发周期。
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1.1.33生物生物力学与人体防护力学与人体防护
RADIOSS的生物力学与人体防护模块的应用范围包括 :
•创伤生物力学以及防护系统的优化设计用于汽车、航空、列车事故模拟中车体內部人员以及行人的防护；
用于人体膝盖、踝关节、头部等部位在外力作用下的伤残评估
•医学与生物医学领域血液的流动 –人造器官 (人工心脏, ...) 动脉壁压 –血管扩张 –静脉壁压人造假肢...
•运动生物力学设计和优化人体防护装置，如头盔、下颚罩、防弹衣、胫骨防护...
•人与环境的关系、姿态分析人体特征分析
•人体模型以及材料细则大脑脑棉体，内部器官，韧带，肌肉，皮肤，脂肪，肉体组织，内部体液，各种大小骨胳...
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RADIOSS HUMOS : 欧洲第一个驾驶位置的全柔性仿真人体模型
建立步骤
-获取人体几何参数；-建立三维CAD模型；-对各个器官划分有限元网格；-确定器官的材料特性；-联结不同器官、建立整体模型；-有限元模型的实验验证；-建立人体模型数据库(不同位置和姿态的男性、女性模型)
孕妇、胎儿模型
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RADIOSS ATMS ：用于被动安全设计的人体胸部模型RADIOSS LLMS：用于被动安全设计的人体下肢与盆骨模型
用于被动安全设计的人体胸部模型、人体下肢与盆骨模型的建立基础是：
-基于解剖学和三维扫描技术建立的、目前世界上最详细最逼真的人体局部有限元分析模型-以目前所知最优的方式设立了人体器官材料参数，以最优的方式建立了器官间的连接方式-可以加入进RADIOSS的其他人体模型（HUMOS，刚性人体，半刚性人体）
人体几何参数来自于医学切片
最初的本意是将这两种模型用于创伤生物力学，分析人体胸部、下肢、盆骨在外力打击下的伤残程度。目前它们也被用于生物医学领域，让人造假肢的力学性能尽可能地接近人类肢体。
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RADIOSS模拟人工心脏阀门中的血液流动过程
当用于流固偶合问题时，比如生物力学领域里血液在心血管中的流动问题，RADIOSS软件也显示出了强大的生命力，可逼真地模拟血液在可变形壁管中的流动，以此来分析涉及心脏阀门、血管扩张 、动静脉所承受的压力。
汽车正面撞击时头部的运动方式
RADIOSSRADIOSS HEAD HEAD 模型模型最初开发RADIOSS头部模型的本意是为了详细研究大脑在汽车事故发生时的创伤机理、脑部组织所能承受的极限受力。现在该模型也被用于头盔设计、下颚防护设备设计。
心血管中的生物力学心血管中的生物力学
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1.1.44被动被动安全设计安全设计
1）驾驶与副驾驶防护
2）RADIOSS被动安全工具自动生成安全带；自动安置假人位置；可参数化的气囊生成器 ...
3） RADIOSS被动安全模块不同年龄段的假人库 (刚性、半刚性、全柔性) ；正面撞击、侧面撞击的可边形体；用于行人防护的冲击器。
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在进行计算机模拟时，RADIOSS软件提供必要的工具，
可处理被动安全设计中所遇到的所有问题。
RADIOSS被动安全开发过程中参加了若干理论研究工作，特别是欧共体组织的政府性研究项目，如材料的
数学模型、软件开发、人体生物模型等，详细说明见
下页：
由于被动安全设计的复杂性和多样性，RADIOSS开发了众多经过实验验证的人体模型数据库、可变形障碍物、用于行人防护的冲击器等。这些数据库随着认识
的积累而不断改进和补充。RADIOSS被动安全设计在车内人体防护、车外行人防护以及人体与结构的相互
作用方面积累了大量实际经验。
被动安全设计的应用范围被动安全设计的应用范围
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引入了假人的刚性和半刚性模型；用于被动安全设计所须的车体内部模快（气囊、安全带、安全带预紧装置等）和外部模快（正面、侧面撞击可变形体、模拟行人的上下肢体和头部等）…
用于被动安全设计所须材料的数学模型，如泡沫、蜂巢状体、塑料、橡胶、织布等。
确定材料常数的数学方法。
结构设计特别是优化设计中对参数的感程度分析方法及其有关工具。
多种形式的气囊以及展开、位置调• 节、折叠工具。
全柔性假人模型。
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RADIOSS软件包含有不同年龄段、不同身高体重、不同撞击类别的完整假人模型库，因此可以模拟事故发生时车体内部人员的所有状态。他们真实地反映了物理实验所采用的假人模型，也具备有各种位移、加速度测试功能。假人模型主要分为两大类：刚体绞性连接的假人模型和半刚体有限元分析假人模型。前者用于快速计算使用，能够反映人体的运动方式；后者用于更精细的有限元分析，能够计算出人体所受应力应变大小。
与动力学实验结果相比较，所有的假人模快都经过两种基本方式的测试和验证。一种是独立肢体的检测（手、脚、胸、头部、颈锥等），再一种是整体模型的检测。随着对生物力学认识的不断加深，这些假人模型不断得到修正和细化，以保证仿真效果能够跟进最新的研究成果。
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用于正面撞击、可变形成年人假人模型：包括三种有限元分析模型，分别是5%、50%、95%的人体模型。世界通用。
用于正面撞击、刚体绞性连接的儿童与成年人假人模型 : 在汽车发生正面和尾追安全事故时，该模型主要用于检测人体固接系统（安全带、座椅等）的连接牢固程度。能够较迅速、真实地反映人体的运动方式。
用于侧面撞击、可变形成年人假人模型：包括三种有限元分析模型，EUROSID（欧洲用）, EUROSID2（欧洲用）, USSID （美国、日本、澳大利亚用）
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碰撞器 : 为了加强对行人的保护，欧洲共同体汽车安全委员会推荐了若干模仿行人的实验碰撞器。Radioss建立了这些碰撞器的计算机模型，它们包括头部、单独的大腿部分、完整的大小腿。同时，Radioss也有满足美国设计规范要求的头部碰撞器。
满足欧洲设计规范要求的头部碰撞器包包括儿童和成年人两种。RADIOSS的行人大腿部分碰
撞器用来检测汽车正面碰撞时，前沿泡沫装置的吸能效率。
RADIOSS完整的行人腿部碰撞器用来检测汽车正面碰撞时，车体前身的吸能效率。
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可变形障碍物 : RADIOSS拥有满足美国和欧洲设计规范要求的汽车碰撞可变形障碍物，包括正面撞击和侧面撞击障碍物两大类。
正面偏侧撞击障碍物: ODB (Offset Deformable Barrier)
侧面撞击障碍物 : CellBond (欧洲用规范), MDB (mobile deformable barrier), NHTSA (美国用规范)
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气囊袋 : 在RADIOSS软件中，气囊袋的模拟包括三个过成：折叠、充气、展开。
气囊袋由封闭的壳体单元构成。充气过程导致气囊袋的膨胀。
充气过程中选定恰当的参数，如充气方向、充气口的大小、气囊织布的光滑程
度，可以非常逼真地模拟真实的气囊袋充气过程。
气囊袋可以是单腔室的，也可以是多腔复合式的。RADIOSS可以模拟气体在腔室中的
流动，可以模拟定向充气现象。
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1.1.55航航空空工工业业航空工业领域里的用户：
ONERA/IMFLEADS (Aérospatiale Toulouse, Aérospatiale Matra Missiles Châtillon, EADS Lanceurs Suresnes, Matra Bae Dynamics Défense Vélizy)Eurocopter（欧洲军用直升机）Airbus（空中客车）
直升机水上迫降 飞鸟撞击飞行器挡风玻璃 飞机发动机
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1.1.66铁路铁路运输与运输与船舶工业船舶工业
NEUILLE PONT NEUILLE PONT PIERREPIERRE
列车内部人员的保护
• 保证列车内部足够的生存空间
• 保证列车内部人员免遭地二次撞击
– 尽量降低负加速度曲线的峰值，使变形过程尽量平缓。
– 如果发生第二次撞击，应尽量降低其对驾驶员和内部人员的激烈程度：
• 不受内部装置的侵害• 考虑人员安全空间的范围• 考虑座椅和靠背不同的安放位置 (标准位置、仰躺放松位置、书写位置)
• 车内特殊配置（小桌、脚凳、靠头物、衣帽挂钩等）
MORCENXMORCENX
列车事故图片列车事故图片
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1.7 1.7 多相偶合与多相偶合与国防国防工业工业
RADIOSS多相偶合(ALE)模块与撞击模块(CRASH)匀建立在显示有限元基础上，具有撞击模块的所有功能，同时能解决固、液、气偶合及相关问题：
除典型的钢材、复合材料、泡沫、有机玻璃、蜂窝状材料、混凝土、塑料、织布等超过35种不同的材料模型外，多相偶合(ALE)具有特殊的材料模型; 具有处理固、液、气接触界面的特殊功能； 众多的单元类别； 固、液、气偶合现象的模拟应用于几乎所有的交通运输系统：
航空汽车直升机
船舶铁路运输
除了民用项目外，多相偶合在军事国防领域也能找到大量的应用事例。
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汽车刹车时的油和水的混合
多相偶合（ALE）的应用领域
迫降时波浪的生成直升机的水上迫降：固、气、液的偶合
激光焊接 缎压成型弹头的入射及反弹：最佳入射角
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多相偶合（ALE）的应用领域
钢桶中炸药在冲击栽荷下的引暴过程
穿透性冲击破坏
RADIOSS中SPH方法的实际应用（离散的质点代替流体）
金属切割中温度的分布
地下/水下爆炸
弹头通过爆炸成型
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1.8 1.8 流体流体与噪音分析与噪音分析
离心风扇的噪音分析
计算流体动力学CFD：Computational Fluid Dynamics计算航空声学CAA：Computational Aero Acoustics噪音震动分析NVH：Noise Vibration Harshness
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2 2 服务服务与咨询与咨询
2.1 定期提供新近版本、人员培训、技术支持2.2 技术讲座2.3 高级研讨与咨询服务2.4 结构设计（CAD）服务2.5 CPU计算服务2.6 个性化软件开发服务
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公司的根本目的 :通过计算机模拟仿真，验证和改进流体、固体结构设计质量，加快用户的设计周期、降低设计成本。
服务内容 :
√为用户建立仿真实验室（硬件、软件、资料、人员培训）；
√完成客户委托的仿真项目；
√为客户提供个性化计算方法的研究；
√为客户提供个性化的RADIOSS模快；
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针对一个具体的整体结构或
部分结构我们的服务范围包括
√CAD设计
√网格的划分
√材料参数的确定
√静力分析, 疲劳分析, 撞击分析, 噪音流场分析 ⋯
√结构的优化
√结构的物理实验验证
√物理实验/计算结果的吻合性分析
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为客户提供个性化计算方法的研究
•新的计算领域需要开发新的计算方法
— 新的加载模式
— 未知的新结构
•改进现有的计算方法，使得计算结果更加准确、可靠；
·改进现有的计算方法，以便更加快速地获得最终的计算结果，达到缩短设计周期的目的。