汽车碰撞试验假人的想法产生于20世纪50年代，当时美国空军飞行外科医生约翰·斯塔普上校意识到，他的战斗机飞行员死于车祸的人数多于死于高科技喷气式飞机事故的人数。Stapp汽车碰撞大会始于那个年代，并一直延续到今天，它是一个分享提高车辆耐撞性和乘员安全最新研究信息的场所。(斯塔普上校成为我们白沙和霍洛曼空军基地工程师的标志性人物，因为在那个过去的时代，他曾在霍洛曼测试跑道上进行高速雪橇实验。)
一个碰撞假人(顶部是真实的，FEA是虚拟的
模型在底部)有一个复杂的内部
结构和多个传感器
记录多达35,000个数据点
典型的150毫秒崩溃。
在物理碰撞假人的持续发展中，一个主要的挑战是需要合理地反映人体在汽车事故中的反应。但是物理测试假人只是这个过程的一部分。随着计算机辅助工程软件和计算资源的迅速发展，人们越来越重视开发更加精确的虚拟坠机假人。
吸能溃缩区等体制创新过程中的车祸做有助于保护乘客。加入的空气袋，正确佩戴一圈/肩带相结合，减少了在正面碰撞61％司机死亡，根据美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）。但汽车制造商现在也法律上有义务保证所涉及的人类坠毁事件的影响。其结果是，用于前冲击（“混合”），侧面撞击（SID）和后冲击（RID）碰撞假人现在都在使用。
一个单一的物理碰撞假人费用超过$ 200,000。从各种不同的材料，包括自定义模制聚氨酯和乙烯基而完成的，它们都是基于真到生命的人类尺寸。他们有肋骨，脊椎，脖子，头和四肢作出回应，以现实的方式影响。并且它们被装载有传感器，其记录高达35000项（在当前的前冲击标准，混合III 44个数据信道）在一个典型的100-150毫秒崩溃。
颈部和全身碰撞测试
假Abaqus有限元模型。Simulia
使用SLM和Isight软件
这些资格测试的结果
在不同版本
FEA的．
模拟碰撞模拟器
由于物理崩溃假人与其他任何产品一样是制造出来的产品，所以用分析(FEA)软件模拟性能是可行的。鉴于有限元分析成本效益减少现实世界的力量测试,在昂贵的碰撞假人,甚至更贵的汽车原型,绝对值得的模拟仿真器:你可以崩溃虚拟汽车和假很多次,速度更快、成本更比单个物理测试。
由于模拟复杂人体的模拟器的目标是密切地反映现实，因此所得到的数据必须与物理碰撞试验结果有很好的相关性。因此，有限元模型的标准化是至关重要的:每个虚拟假人必须以精确、可重复的方式对碰撞冲击载荷和加速度做出响应，以反映相应物理碰撞假人的情况。
更重要的是，模拟必须继续平稳运行，因为每一个新的和改进的版本的物理碰撞假人上市，每一个新的版本的碰撞模拟软件发布。仿真软件公司在一个被称为资格认证的过程中，竭尽全力来验证他们的软件的一致性和准确性。这个软件鉴定过程包括评估大量的FEA数据，这些数据是从各种碰撞场景的多次模拟中收集的，在不同版本的模拟软件上运行，并与新的物理测试数据相关联。
例如，一个团队SIMULIA工程师素质要求和支持的范围，由第一次技术安全系统（FTSS），超过40年的碰撞假人创新的领导者自己的Abaqus FEA软件开发的虚拟碰撞假人模型。该小组还单独开发并有资格自己的虚拟碰撞假人模型，这是BioRID（生物逼真后部碰撞假人）和WorldSID（全球侧面碰撞假人）的版本。
一个典型的有限元仿真模型将有大约10万个单元，15万个节点和50万个自由度。
组件测试用于评估假人颈部弯曲、腰椎侧推或头部落在坚硬表面的单个有限元模型。分总成测试评估从侧面被钟摆击中的完整肋骨模型的应力，肋骨单独变形并可能侵入体腔。全身测试包括整个假人模型被虚拟的“固体”障碍物从侧面撞击或经受模拟雪橇测试。不同的测试标准(NHTSA、IIHS等)要求进行多种测试。
手工鉴定减慢了工作速度
直到最近，每个更新的Abaqus虚拟虚拟模型都需要工程师花费大约四周的时间进行虚拟资格认证。Simulia的碰撞工程专家George Scarlat说:“这类挑战意味着我们的团队需要花费大量的工时。
Before they could even begin the analysis, Scarlat’s group had to create their databases by manually modifying each of the previous validation test responses to add proper filtering (which has to meet industry standards, such as J211 or ISO 6487) to the variables so that the results between different versions of Abaqus could be compared.
接下来，工程师必须手动启动并运行当前和以前版本的30-60次模拟测试(通常总共4 - 5次)。一旦他们完成了各种手工分析，团队就必须运行一个后处理步骤来生成描述分析结果的曲线图。此时，数据量继续增加，因为单个有限元分析的结果，例如假肋骨笼入侵，可能产生多达200输出变量(力，位移等)每次测试。
最后，第二个后处理步骤将采用两条分析曲线，并生成统计比较，以量化不同版本Abaqus中相同变量之间的一致性。斯卡拉特说:“在数据方面，你可以用60个测试乘以200个变量，再乘以5个不同版本的Abaqus。”“这是大量的手工工作。为了在最后期限前完成任务，我们真的需要提高整个流程的效率。”
SLM带来了PLM的力量
因此，该团队应用了Simulia自己的仿真生命周期管理(SLM)工具和该公司用于仿真自动化和设计优化的Isight软件的组合，以实现任务的自动化和管理。结果是戏剧性的:“通过使用我们自己的工具，我们将资格审查过程从四周缩短到了四天，”斯卡拉特说。
碰撞虚拟确认团队使用SLM作为基础驱动程序，依次运行三个主要虚拟确认任务(预处理、分析和后处理)。对于每个任务，SLM自动从数据库中导出所有必要的文件。在活动运行之后，它会自动将任何指定的结果文件导入到它的数据库中。
SLM还利用了Isight的功能，在本例中用于流程自动化。事故小组的工程师首先使用Isight创建了一个工作流，使他们能够在一个计算集群上同时启动所有的Abaqus分析任务。在最后的后处理任务中使用了第二个Isight工作流，以帮助确定不同版本的Abaqus软件在相同虚拟测试中的结果之间的相关性。使用Python脚本修改输入文件、比较结果并生成比较报告。该团队在Linux 64位计算集群上运行每个项目，整个运行过程平均使用1200个cpu。
“我们的自动化任务是一个很大的帮助，” Scarlat说。“复杂的工作流执行，导致整个项目显著减少我们的处理时间过程中不需要用户干预。”他的研究小组在使用的第一年，合格5个FTSS假人的新的工作流程，以大约相同数量的完成前的一个虚拟资质项目所需要的工时。
看一辆59年的贝莱尔撞击一辆2009年的马里布时速40英里
碰撞假人的生活是肮脏，野蛮和短暂。他们曾经获得一辆汽车的方向盘后面之前，他们的头，胸部和四肢被删除，探测，下降和袭击。他们重新组合，用标线涂料擦了擦，拍拍头上有校准贴纸的两侧，以帮助工程师评估崩溃的慢动作电影。在测试过程中，碰撞数据记录在一个临时仓库中假人的胸部，然后下载到后一台计算机。如果任何虚拟部被损坏或发生故障时，它可以被交换为一个相同的一个，但虚设只能碰撞测试了一定的次数其功能寿命即将结束之前。
尽管如此，碰撞假人已达到其目的还有：今天的汽车比半个世纪前安全得多。为了纪念高速公路安全保险协会的组建50周年之际，IIHS拍摄了1959年的雪佛兰Bel Air的和2009年雪佛兰Malibu之间的40英里每小时正面偏置碰撞。得益于改进的安全标准，在新车碰撞假人显着提高表现比在旧模式。在查看视频http://www.iihs.org/video.aspx/info/50thcrash
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