Scenariusze takie jak zderzenia ciał, upadki czy inne szybkozmienne w swej fizyce zdarzenia to grupa problemów wpisujące się w domenę symulacji dynamicznych. Skutki wspomnianych zdarzeń, nie dość że są często trudne do przewidzenia, mogą być dla badanego produktu i otoczenia katastrofalne. Rozwiązanie Abaqus stanowi odpowiedź na potrzeby nawet najbardziej wymagających konstruktorów i analityków dzięki wbudowanemu solverowi Abaqus/Explicit.
Celem omówienia funkcjonalności programu rozważmy scenariusz obliczeniowy zderzenia dwóch aut. Bezpieczeństwo podróżnych w pojazdach to zagadnienie na które branża automotive kładzie duży nacisk od dłuższego czasu. Rezultaty postawienia kwestii bezpieczeństwa wysoko w hierarchii ważności są rezultatem m.in. szeroko pojętego postępu technologicznego, zaostrzających się wciąż norm i przepisów czy mnogości zaawansowanych materiałów. Wkład w poprawę bezpieczeństwa ma także fakt, że inżynierowie uzyskali dostęp do bogatych rozwiązań informatycznych dla przemysłu, wśród których na piedestale widnieje Abaqus. Umożliwił on chociażby inżynierom z grupy BMW na przeprowadzanie symulacji wypadków samochodowych których wyniki wpłynęły na poprawę konstrukcji pod względem bezpieczeństwa.
Na grafikach po lewej znajdują się wyniki analizy dynamicznej przeprowadzonej w programie ABAQUS. Zdjęcia w prawej części przedstawiają faktyczne testy zderzeniowe pojazdu. Środowisko cyfrowe w pełni odzwierciedla rzeczywiste zachowanie auta przy zderzeniu. To właśnie przeprowadzenie wirtualnych analiz wytrzymałościowych warunkuje zmniejszoną ilość prototypów przed wdrożeniem konstrukcji na rynek, redukcję kosztów związaną z wielokrotnymi iteracjami oraz, co najważniejsze, poprawę bezpieczeństwa osób korzystających z naszych produktów.
Podążając za tematem analizy strukturalnej pojazdu podczas zderzenia, poniższa symulacja przedstawia zachowanie pojazdu podczas uderzenia czołowego w doskonale sztywną ścianę. Doskonale widoczne jest zachowanie karoserii pod wpływem nagłego działania sił. W przypadku, gdy operator systemu ma potrzebę przeprowadzić analizę statyczną i dynamiczną danego obiektu, rozwiązanie Abaqus umożliwia sprzężenie solvera standard dostosowanego do obliczeń statycznych z omawianym solverem explicit. Takie rozwiązanie pozwala, nieraz wielokrotnie, skrócić czas obliczeniowy potrzebny na zakończenie pracy procesora.
Inną grupą zdarzeń dynamicznych, które są możliwe do zbadania w Abaqusie są zdarzenia balistyczne. Są to scenariusze, w których ciało poruszające się z dużą prędkością uderza w inny obiekt będący w spoczynku. Podczas takich analiz pojawia się zagadnienie dynamicznej readaptacji warunków kontaktowych między ciałami, które to są silną stroną rozwiązania Abaqus. Niżej zaprezentowana symulacja obrazuje penetrację płyty pancernej przez cylindryczny pocisk. W tym przypadku została zdefiniowana erozja węzłowa, która pozwala na wychwycenie w warunkach kontaktowych odłączonych grup elementów będących pokłosiem zaimplementowanego modelu zniszczenia.
W rzeczywistości przewidzenie tego, jak potoczy się opisywane zdarzenie byłoby nie lada wyzwaniem, chociażby ze względu na ograniczenia w zakresie narzędzi pomiarowych, czy kosztowne kamery „slow-mo”. Abaqus umożliwia nie tylko wizualizacje opisanego zdarzenia, ale również wyciągnięcie twardych, inżynierskich wniosków na temat bezpieczeństwa konstrukcji oraz charakteru przebiegu scenariusza na każdym jego etapie.
