Altair Taiwan Blog

因為疫情在家辦公了一段時間，筆者花了不少時間看電影，最近在重溫 2014 年塞斯·羅根（Seth Rogen）主演的喜劇《鄰居大戰》。 其中我印象最深刻的一個片段是羅根演的角色麥克被隔壁兄弟會惡搞。

麥克不滿隔壁派對太吵而報了警，結果招來了兄弟會成員一系列的整蠱報復。 麥克發現兄弟會偷了他妻子車上的氣囊，感到非常不解，直到他坐上了惡作劇辦公椅才意識到大事不妙。

膽小慎點！ 看起來真的好痛...

辦公椅上的氣囊把麥克發射到了空中，撞上天花板又摔到辦公隔間里。 麥克像是布娃娃一樣被甩飛，鞋都摔沒了。 （千萬不要嘗試危險動作！ ）

不如使用 Altair 的模擬軟體來看看汽車氣囊到底能不能在現實中實現這樣的場景？

汽車氣囊可以在 20-30 毫秒內完成充氣，也就是以 320 千米/時的速度噴射。 我們把氣囊放在椅子和 200 磅的假人模型之間。

這裡用的是高性能的非線性求解器 Altair Radioss™ 和首美公司的 Hybrid II 型 50 分位假人模型。 為了觀察氣囊在 Z 方向施力後假人脊柱軸向的甩動，我們選擇航空而不是汽車假人。

經過 Altair Radioss 求解器計算，我們的模擬假人被甩在空中，狠狠地撞向8英尺高的天花板。 電影為了喜劇效果誇張了彈射過程，不過很準確地捕捉了氣囊的物理表現。

電影和現實的唯一差別恐怕是主角受的傷。 在 Altair Radioss 中，我們可以模擬出假人頭部、頸部、脊椎所受的力。

從圖1 能看出，頭部加速度達到250g並且頭部損傷標準值（HIC）超過3500。 在實際汽車碰撞測試里，加速度超過80g並持續30毫秒就被認為很危險了。 HIC 值則不能超過1000 。

圖1：頭部加速度和頭部損傷標準值（HIC）曲線

圖2 中，我們查看腰脊柱作用力來判斷天花板會不會把假人撞出內傷。 假人脊椎作用力達到了8千牛，儘管只持續了幾微秒，8千牛相當於超過800千克的力量。

圖2：腰脊柱作用力曲線

最後，圖3 展示了頸部損傷標準（Nij）曲線。 Nij 依據4種脖子所受的力（拉伸、壓縮、前傾、後翻）評估受傷風險。 對於好的安全評定，工程師們通常期待小於 0.9 的 Nij 值。 然而我們的結果達到了1.2，對應著危及生命的風險。

圖3：脖子剪切、軸向作用力以及力矩曲線

總結一下，我們的模擬結果和《鄰居大戰》里的特效大致吻合。 不過受傷風險評估表明危險性極高！

還是之前那句話，千萬不要嘗試啊鐵子們！ 千萬不要嘗試啊鐵子們！ 千萬不嘗試啊鐵子們！

使用者可以通過 Altair 合作夥伴聯盟獲取首美假人有限元模型。 這一系列高精度、經過實驗驗證的模型可以模擬碰撞中假人的反應和受傷風險。

使用 Altair Radioss 進行模擬可以幫助工程師更好地還原碰撞過程，優化結構防撞性和乘客安全，説明加快開發進度並降低成本。

本期就講到這裡啦，如果您對 Radioss 軟體感興趣，歡迎您報名參加近期網路研討會：

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