20230422_OpenRadiossエアバッグ解析

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1. エアバッグの解析
   2023年4月22日(土)
   1
   

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2. 以前の活動
   2
   ミッフィーちゃんまわりの流れ（OpenFOAM)
   

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3. 本日の例題
   3
   板
   ミッフィー
   初速度：7.0m/s(25.2km/h)
   重さ：4.5kg
   ミッフィーちゃんをエアバッグで救ってみる
   衝突する前にエアバッグを展開
   

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4. 今後の目標
   4
   1
   2
   3
   • LS-PrePostでモデル作成
   • 解析設定(LS-DYNA)
   • OpenRadiossに変換して解析
   • ParaViewでアニメーション作成
   解析モデルのひな型を作る
   OpenRadioss用の設定ファイルへ書き換え
   エアバッグ理論まとめ
   3 乗員保護用の解析モデルの作成
   本日はこれ
   • エネルギー保存
   • 膜面の理論
   

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5. モデル作成の流れ
   5
   1. エアバッグのモデル化
   2. ミッフィーちゃんのモデル化
   3. エアバッグの設定の設定
   4. ミッフィーちゃんの設定
   

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6. エアバッグのモデル化
   6
    LS-PrePostで作成
   円形を作成
   Φ600、Φ80
   メッシュ作成 1mm上へ平行移動（コピー）
   円周上の節点を結合
   Φ80に沿うように切り取り 平行移動して節点を結合
   

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7. エアバッグモデル完成
   7
   固定面(Rigid)
   円周上の節点が結合した2枚の布
   

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8. ミッフィーちゃんのモデル化
   8
   モデル入手
   Miffy Lamp_obj.obj
   FreeCADでstl
   ファイルに変換
   Ls-Prepostで読み込める
   

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9. エアバッグの設定（LS-DYNA)
   9
   *AIRBAG_SIMPLE_AIRBAG_MODEL_ID
    キーワード
   𝐶_𝑣 = 196.0 [J/lg K]
   𝐶𝑝
   = 274[J/lg K]
   単位mm-kg-ms
   *MAT_FABRIC_TITLE
   𝜌 = 8.7𝑒 − 6
   𝐸 = 0.3(𝐺𝑃𝑎)
   𝑇 = 293
   ሶ
   𝑚[kg/s]
   *DATABASE_ABSTAT
   エアバッグの熱力学変数
   （圧力、温度、密度、質量など）の出力
   

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10. ミッフィーちゃんの設定（LS-DYNA)
    10
    小さすぎた
    65mm 400mm
    Ls-Prepostで
    スケール変換
     キーワード
    *MAT_RIGID_TITLE
    𝜌 = 7.8. 𝑒 − 6
    𝐸 = 200 𝐺𝑃𝑎
    ※z方向の並進のみ（回転無し）
    570mm
    板との距離
    額にnode出力設定
    *DATABASE_HISTORY_NODE
    ※重力の設定なし
    *PART_INERTIA
    𝑚 = 4.5[kg]
    𝑣 = (0, 0, −7)[m/s]
    

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11. 出力用のスクリプト
    11
    OpenRadioss/tools
    • anim_to_vtk
    • th_to_csv
    linux64/build.bashを実行する
    OpenRadioss/exec
    animation VTK出力
    data csv出力
    

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12. 計算実行
    12
    #!/bin/bash
    set -e
    rhome="/opt/OpenRadioss/OpenRadioss_linux64/OpenRadioss"
    # export LD_LIBRARY_PATH=".:$rhome/extlib/hm_reader/linux64"
    # export RAD_CFG_PATH="$rhome/hm_cfg_files"
    echo ** Run Starter **
    $rhome/exec/starter_linux64_gf -i $1.key
    echo ** Run Engine **
    $rhome/exec/engine_linux64_gf -i $1_0001.rad
    echo Done./run.sh $1
    rhome="/opt/OpenRadioss/"
    N=`find .| grep "A" | wc -l`
    for i in `seq 1 $N`
    do
    Num=`printf %03d $i`
    `"$rhome"/exec/anim_to_vtk_linux64_gf $1A"$Num" > $1A"$Num".vtk`
    done
    `rm -r $1A"$Num".vtk`
    run.sh make_vtk.sh
    ./run.sh main
    ./make_vtk.sh main
    Allrun
    計算実行スクリプト VTK変換スクリプト
    LS-DYNAの設定ファイルをOpenRadiossに変換して計算
    

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13. 解析パターン
    13
    エアバッグなし エアバッグあり
    

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14. 結果出力
    14
    csvファイル出力
    $/opt/OpenRadioss/exec/th_to_csv_linux64_gf mainT01
    

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15. 出力結果の確認
    15
    エアバッグなし
    エアバッグあり
    エアバッグ圧力
    データ無し
    加速度∞？
    加速度の出力には値が出力されていない
    加速度が負値が出ていない不自然な波形
    ParaViewで確認
    

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16. まとめ
    16
    • LS-PrePostを使ってエアバッグモデル化
    • エアバッグ解析の設定を行った
    • ミッフィーちゃんをエアバッグで保護するシミュレーションを行った
    

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17. 今後
    17
    • 接触定義の見直し
    • 加速度から評価基準を定める
    • OpenRadiossの設定ファイルへの置き換え
    AltairRadioss_2022_Example.pdf
    

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18. LS-DYNAからRadiossへのマッピング
    LS-DYNA OpenRadioss
    エアバッグの関連 エアバッグ
    （熱力学第一法則）
    *AIRBAG_SIMPLE_AIRBAG_MODEL_ID *AIRBAG_SIMPLE_AIRBAG_MODEL_ID (1)
    AIRBAG_IDPOOL_1
    is mapped to
    /FUNCT (2) AIRBAG_IDPOOL_1
    *AIRBAG_SIMPLE_AIRBAG_MODEL_ID (1)
    AIRBAG_IDPOOL_1
    is mapped to
    /MAT/GAS/CSTA (6000002) AIRBAG_IDPOOL_1
    *AIRBAG_SIMPLE_AIRBAG_MODEL_ID (1)
    AIRBAG_IDPOOL_1
    is mapped to
    /MONVOL/AIRBAG1/ (1) AIRBAG_IDPOOL_1
    *AIRBAG_SIMPLE_AIRBAG_MODEL_ID (1)
    AIRBAG_IDPOOL_1
    is mapped to
    /PROP/INJECT1 (6000003) AIRBAG_IDPOOL_1
    材料特性 *MAT_FABRIC_TITLE *MAT_FABRIC_TITLE (1) airbag
    is mapped to
    /MAT/FABRI (1) airbag
    セットパート *SET_PART_LIST_TITLE *SET_PART_LIST_TITLE (1) Airbag Set Part
    is mapped to
    /SET/GENERAL (1) Airbag Set Part
    カーブ特性 *DEFINE_CURVE_TITLE *DEFINE_CURVE_TITLE (1) mass flow
    is mapped to
    /FUNCT (1) mass flow
    結果の出力 *DATABASE_ABSTAT *DATABASE_ABSTAT (0) DATABASE_OPTION
    is mapped to
    /TFILE (1)
    *DATABASE_ABSTAT (0) DATABASE_OPTION
    is mapped to
    /TH/MONV (2) TH-MONV
    main_0000.out
    

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19. LS-DYNAからRadiossへのマッピング
    LS-DYNA OpenRadioss
    接触定義 *CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE *CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE_ID
    (6000000)
    CONTACT_OPTION_SURFACE_TO_SURFACE_6000000
    is mapped to
    /INTER/TYPE25 (6000000)
    CONTACT_OPTION_SURFACE_TO_SURFACE_6000000
    *CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE_ID
    (6000000)
    CONTACT_OPTION_SURFACE_TO_SURFACE_6000000
    is mapped to
    /SET/GENERAL (8)
    surf_ID2_CONTACT_OPTION_SURFACE_TO_SURFACE_6
    000000
    

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20. LS-DYNAからRadiossへのマッピング
    LS-DYNA OpenRadioss
    接触定義 結果の出力 *DATABASE_BINARY_D3PLOT *DATABASE_BINARY_D3PLOT (0)
    DATABASE_BINARY_D3PLOT
    is mapped to
    /ANIM/DT (1)
    *DATABASE_BINARY_D3PLOT (0)
    DATABASE_BINARY_D3PLOT
    is mapped to
    /ANIM/ELEM (6)
    *DATABASE_BINARY_D3PLOT (0)
    DATABASE_BINARY_D3PLOT
    is mapped to
    /ANIM/SHELL/EPSP (7)
    *DATABASE_BINARY_D3PLOT (0)
    DATABASE_BINARY_D3PLOT
    is mapped to
    /ANIM/SHELL/TENS/STRESS (4)
    *DATABASE_BINARY_D3PLOT (0)
    DATABASE_BINARY_D3PLOT
    is mapped to
    /ANIM/VECT (3)
    

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21. LS-DYNAからRadiossへのマッピング
    LS-DYNA OpenRadioss
    セクション *SECTION_SHELL *SECTION_SHELL (6000000) SECTION_SHELL_6000000
    is mapped to
    /PROP/TYPE1 (6000000) SECTION_SHELL_6000000
    *SECTION_SHELL_TITLE (1) airbag sction shell
    is mapped to
    /PROP/TYPE9 (6000001) airbag sction shell
    *PART *PART (6000000) auto created
    is mapped to
    /PART (6000000) auto created
    *MAT_RIGID *MAT_RIGID (6000000) MATL20_6000000
    is mapped to
    /MAT/LAW1 (6000000) MATL20_6000000
    *MAT_RIGID (6000000) MATL20_6000000
    is mapped to
    /RBODY (2) rigid_PART_6000000
    *MAT_RIGID (6000000) MATL20_6000000
    is mapped to
    /SET/GENERAL (4) SET_GEN_RIGID_PART6000000
    *MAT_RIGID (6000001) MATL20_6000001
    is mapped to
    /BCS (2) BCS_RIGID_111111
    *MAT_RIGID (6000001) MATL20_6000001
    is mapped to
    /MAT/LAW1 (6000001) MATL20_6000001
    *MAT_RIGID (6000001) MATL20_6000001
    is mapped to
    /RBODY (3) rigid_PART_6000001
    *MAT_RIGID (6000001) MATL20_6000001
    is mapped to
    /SET/GENERAL (5) SET_GEN_RIGID_PART6000001
    *MAT_RIGID_TITLE (2) gas inflator
    is mapped to
    /BCS (1) BCS_RIGID_111111
    *MAT_RIGID_TITLE (2) gas inflator
    is mapped to
    /MAT/LAW1 (2) gas inflator
    *MAT_RIGID_TITLE (2) gas inflator
    is mapped to
    /RBODY (1) rigid_PART_3
    *MAT_RIGID_TITLE (2) gas inflator
    is mapped to
    /SET/GENERAL (2) SET_GEN_RIGID_PART3
    

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22. LS-DYNAからRadiossへのマッピング
    LS-DYNA
    *MAT_RIGID *MAT_RIGID (6000000) MATL20_6000000
    is mapped to
    /MAT/LAW1 (6000000) MATL20_6000000
    *MAT_RIGID (6000000) MATL20_6000000
    is mapped to
    /RBODY (2) rigid_PART_6000000
    *MAT_RIGID (6000000) MATL20_6000000
    is mapped to
    /SET/GENERAL (4) SET_GEN_RIGID_PART6000000
    *MAT_RIGID (6000001) MATL20_6000001
    is mapped to
    /BCS (2) BCS_RIGID_111111
    *MAT_RIGID (6000001) MATL20_6000001
    is mapped to
    /MAT/LAW1 (6000001) MATL20_6000001
    *MAT_RIGID (6000001) MATL20_6000001
    is mapped to
    /RBODY (3) rigid_PART_6000001
    *MAT_RIGID (6000001) MATL20_6000001
    is mapped to
    /SET/GENERAL (5) SET_GEN_RIGID_PART6000001
    *MAT_RIGID_TITLE (2) gas inflator
    is mapped to
    /BCS (1) BCS_RIGID_111111
    *MAT_RIGID_TITLE (2) gas inflator
    is mapped to
    /MAT/LAW1 (2) gas inflator
    *MAT_RIGID_TITLE (2) gas inflator
    is mapped to
    /RBODY (1) rigid_PART_3
    *MAT_RIGID_TITLE (2) gas inflator
    is mapped to
    /SET/GENERAL (2) SET_GEN_RIGID_PART3
    

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23. LS-DYNAからRadiossへのマッピング
    LS-DYNA
    *INITIAL_VELOCITY_ *INITIAL_VELOCITY_RIGID_BODY (0)
    INITIAL_VELOCITY
    is mapped to
    /INIVEL/TRA (1) INITIAL_VELOCITY
    

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24. 結果出力
    24
    Hyper View Player
    h3dファイル
    ※アニメーション作成のみでコンターやデータ出力などは扱えない
    

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25. マニュアル
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    https://www.dynasupport.com
    

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26. モデル
    26
    https://www.dynaexamples.com/
    

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27. モデル
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    https://www.nhtsa.gov/crash-simulation-vehicle-models#12101
    米国運輸省道路交通安全局
    試験データもある
    

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28. 計算実行
    28
    #!/bin/bash
    set -e
    rhome="/mnt/c/work/OpenRadioss/OpenRadioss_linux64/OpenRadioss"
    # export LD_LIBRARY_PATH=".:$rhome/extlib/hm_reader/linux64"
    # export RAD_CFG_PATH="$rhome/hm_cfg_files"
    echo ** Run Starter **
    $rhome/exec/starter_linux64_gf -i $1.key
    echo ** Run Engine **
    $rhome/exec/engine_linux64_gf -i $1_0001.rad
    echo Done./run.sh $1
    ./make_vtk.sh $1
    rhome="/mnt/c/work/OpenRadioss/OpenRadioss"
    N=`find .| grep "A" | wc -l`
    for i in `seq 1 $N`
    do
    Num=`printf %03d $i`
    `"$rhome"/exec/anim_to_vtk_linux64_gf $1A"$Num" > $1A"$Num".vtk`
    done
    `rm -r $1A"$Num".vtk`
    run.sh make_vtk.sh
    ./run.sh $1
    ./make_vtk.sh $1
    Allrun
    $./Allrun abcv2
    計算実行スクリプト VTK変換スクリプト
    位置パラメータ
    ファイル名を指定
    

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29. 参考書
    29
     参考書
    

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