События 22 Декабря 2014 года
Данная новость была прочитана 2870 раз

Новости компьютерного инжиниринга. «Политех-инжиниринг» - победитель конкурсного отбора Комитета по науке и высшей школе Правительства Санкт-Петербурга

 

Правительство Санкт-ПетербургаПравительство Санкт-Петербурга ежегодно проводит конкурс на предоставление субсидий хозяйственным обществам, имеющим место нахождения в Санкт-Петербурге, создаваемым вузами, бюджетными научными учреждениями и академическими институтами, в целях возмещения затрат, связанных с практическим применением (внедрением) результатов интеллектуальной деятельности.

Победителем конкурсного отбора в 2014 году стала заявка ООО «Политех-Инжиниринг» с проектом «Защита пешеходов при ДТП. Разработка полномасштабной конечно-элементной модели ударника для испытаний на степень защиты пешеходов (взрослого человека и ребенка) при сертификации транспортных средств категории М1» (Распоряжение Комитета по науке и высшей школе Правительства Санкт-Петербурга №133 от 06.10.2014).

 

Актуальность проекта: почему выбор пал на «Политех-инжиниринг»

 

Уже не один год ООО «Политех-инжиниринг» (малое инновационное предприятие, интегрированное в распределённую и динамично настраиваемую форсайт-структуру подразделений, spin-off и start-up компаний Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» СПбПУ) успешно сотрудничает с ведущими мировыми автоконцернами в области пассивной безопасности автомобилей и безопасности пешеходов. Область ключевой компетенции – разработка КЭ моделей и проведения численных экспериментов для анализа повреждений в результате столкновения (краш-анализ), анализа безопасности пассажиров, анализа прочности, аэродинамики и виброакустики автомобиля, анализа безопасности пешеходов.

Актуальной задачей, решенной в рамках НИР, лежащей в основе заявки ООО «Политех-Инжиниринг», была разработка и валидация полномасштабных конечно-элементных моделей ударников для моделирования испытаний на степень защиты головы пешехода (взрослого и ребенка) по стандартам сертификационных испытаний согласно директивам ЕЭК ООН №78/2009 и рейтинговым испытаниям EuroNCAP с целью оценки степени защиты пешеходов при ДТП.

Дорожно-транспортные происшествия относятся к наиболее значимым факторам, влияющим на преждевременную смертность людей в России: только в 2013 году в авариях погибло 27 025 человек. Всего в 2013 году на российских дорогах произошло 204 068 серьезных ДТП с пострадавшими и погибшими. Это на 0,2% больше, чем за аналогичный период 2012 года. При этом с участием детей в возрасте до 16 лет произошло 21 148 тяжких ДТП (+1,3% по отношению к 2012 году). Санкт-Петербург по данным Госавтоинспекции МВД России за июль 2014 года находится на третьем месте по количеству ДТП с пострадавшими.

Наезды на пешеходов являются самыми опасными  дорожно-транспортными происшествиями, большинство из которых заканчиваются летальным исходом. Наибольшую опасность при падении пешехода на капот представляет удар головой о капот, лобовое стекло или передние стойки крыши.

Использование разработанной ООО «Политех-Инжиниринг» КЭ модели ударника при моделировании испытаний по защите пешеходов позволит достоверно судить о тяжести травм, полученных пешеходами при попадании в ДТП и оптимизировать защитные структуры автомобиля для снижения травмирования и смертности пешеходов еще на этапе проектирования транспортного средства.

2014_1222_CompMechLab_Политех-Инжиниринг_01_Исследуемые точки капота 2014_1222_CompMechLab_Политех-Инжиниринг_03_Калибровочный тест ударника
Исследуемые точки капота Калибровочный тест ударника
2014_1222_CompMechLab_Политех-Инжиниринг_04_КЭ модель ударника и капота 2014_1222_CompMechLab_Политех-Инжиниринг_02_Поле перемещений при ударе в т. А813
Полномасштабная КЭ модель ударника и капота Поле перемещений при ударе в т. А813


Такой подход позволяет на этапе компьютерного моделирования учесть все недостатки конструкции автомобиля и произвести соответствующие улучшения. Тогда на этап натурных испытаний будет выдвинут автомобиль, виртуальная модель которого удовлетворила всем предъявленным требованиям безопасности при проведении численного моделирования краш-тестов, что существенно снижает вероятность неудовлетворительных результатов натурного краш-теста. В результате, такой подход позволяет существенно снизить издержки и время разработки автомобиля. А главное, значительно снизить уровень травматизма, которому подвергаются пешеходы в случае лобового столкновения с автотранспортными средствами.

 

Несколько фактов о разработанных моделях ударника
 

  • Разработанные КЭ модели ударников являются абсолютными виртуальными аналогами реальных образцов, включая расположение измерительной аппаратуры, внешние габариты и распределение масс.

2014_1222_CompMechLab_Политех-Инжиниринг_02.01_Схема ударника в разрезе

2014_1222_CompMechLab_Политех-Инжиниринг_02.02_КЭ модель ударника головы в разрезе

Схема ударника в разрезе КЭ модель ударника головы в разрезе

 

  • Использование разработанных КЭ моделей ударников головы взрослого человека и ребенка позволит оценить безопасность ТС при столкновении с пешеходом еще на ранних этапах проектирования автомобиля и проводить в дальнейшем многовариантную оптимизацию его фронтальной части. Такой подход позволяет существенно сократить расходы и временные затраты при дальнейшем проектировании автомобиля. В настоящее время разработанные КЭ модели ударников головы уже активно используются инженерами ООО «Политех-инжиниринг» для оценки безопасности автомобилей для пешеходов.
  • Разработанные КЭ модели удовлетворяют всем требованиям сертификационного испытания, описанного в правилах ЕЭК ООН №78/2009, что подтверждает их применимость, надежность и точность измерений в задачах моделирования испытаний на безопасность пешеходов согласно ЕЭК ООН и Euro NCAP.
  • Данные модели полностью адаптированы под использование в системе конечно-элементного анализа ABAQUS и также могут быть адаптированы под использование в других системах конечно-элементного анализа.
  • Разработанные КЭ модели ударников для испытаний на степень защиты головы являются единственной отечественной разработкой виртуальных моделей манекенов и ничем не уступают зарубежным аналогам.
  • Разработанная КЭ модель ударника головы взрослого человека представляет собой сложную систему, в которую входят 2880 твердотельных элементов (solid); 2016 элементов поверхности (surface); 5651 узлов; 4 групп свойств элементов (PID); 1 модель материала, соответствующая оболочке из поливинилхлорида. Число степеней свободы КЭ модели ударника (DOF) составляет 23833.

 

CML SAFETY SUIT – первый российский комплекс
виртуального испытательного оборудования для средств пассивной безопасности автомобиля

Разработка полномасштабной конечно-элементной модели ударника для испытаний на степень защиты головы пешеходов при ДТП представляет собой этап масштабного проекта Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» CML SAFETY SUIT по созданию первого российского комплекса виртуального испытательного оборудования (барьеры, ударники, манекены) для средств пассивной безопасности автомобиля по Правилам ЕЭК ООН.

2014_1222_CompMechLab_Политех-Инжиниринг_03_Манекен Hybrid III 50th Percentile Male Crash Test для натурных экспериментов и его КЭ модель
Манекен Hybrid III 50th Percentile Male Crash Test для натурных экспериментов и его КЭ модель


Проект включает в себя разработку, верификацию и валидацию комплекса виртуального испытательного оборудования для оценки средств пассивной безопасности автомобиля (Правила ЕЭК ООН, FMVSS и рейтинговых испытаний EuroNCAP, IIHS) в составе:

•          Манекены  Hybrid III 50%, EuroSID2, WorldSID, CRABI, BioRID;

•          Барьеры ODB 40%, MDB EEVC, MRB Rear, Front/Side Pole, RCAR Bumper, RCAR ORB, RCAR MRB, Small Overlap ORB, Rollover test plate, IIHS MDB, FMVSS wall, Bumper pendulum;

•          Ударники Pedestrian impactors Headform Adult, Headform Child, Pedestrian impactors LowerLeg, UpperLeg, FlexPLI, FMVSS201 Headform, Hybrid III pedestrian;

•          Виртуальные испытательные стенды удерживавших систем Isofix, Seat Belt Body Block.

Разработка части вышеперечисленного виртуального оборудования уже завершена специалистами Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (Разработка полномасштабной конечно-элементной модели антропоморфного манекена EuroSID-2 (Side Impact Dummy, Разработка полномасштабной конечно-элементной модели антропоморфного манекена Hybrid III 50% Male Dummy (2013 г.) и активно используется в проведении КЭ моделирования краш-тестов автомобилей.

 

2014_1222_CompMechLab_Политех-Инжиниринг_04_Анимация бокового краш-теста
Анимация бокового краш-теста

ООО «Политех-Инжиниринг» интегрирован в распределенную и динамично настраиваемую форсайт-структуру подразделений, spin-off и start-up компаний Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» СПбПУ и эффективно осуществляет свою деятельность стремительно развивающемся рынке компьютерных CAD - CAM - CAE (FEA&CFD& MBD&FSI&HPC) - PDM - PLM - технологий и передовых технологий современного производства (“Advanced Manufacturing Technology”), рынке НИОКТР для высокотехнологичных отраслей экономики, причем как для отечественных, так и зарубежных компаний.

Высокая глобальная конкурентоспособность Инжинирингового центра СПбПУ обеспечена уникальным интеллектуальным потенциалом специалистов, обладающих компетенциями мирового уровня, уникальным арсеналом трансдисциплинарных надотраслевых компьютерных и суперкомпьютерных технологий мирового уровня (трудоемкость разработки и сопровождения которых превышает 750 000 тысяч человеко-лет), системой взаимодополняющих высокоинтеллектуальных ноу-хау и высокой репутацией специалистов-профессионалов, выступающих на рынке под зарегистрированным и известным брендом CompMechLab®.