整车碰撞分析是被动安全中必不可少的分析内容，根据工况的不同，可以分为正碰、偏置碰、侧碰、后碰、顶压、行李箱冲击和门侵入等分析项。本文以C-NCAP2018版的正面碰撞为例，介绍使用LS-Dyna有限元分析进行整车碰撞分析的流程，同时，还会介绍整车碰撞分析，约束系统以及试验之间的关系。更多关于C-NCAP碰撞规定方面的介绍可参考文章《C-NCAP 2018版汽车碰撞试验及鞭打试验方法介绍》。

利用有限元进行整车碰撞分析，流程可以分成前处理、计算和后处理3个部分。

1 前处理

可用于有限元前处理的软件很多，比如pre-post，ansa、Hypermesh等等，本文以使用较为广泛的hypermesh为例进行介绍。

1.1 初速度

前处理部分包括划分网格、整车模型搭建、工况创建等部分。根据C-NCAP2018版的要求，车辆初速度为50Km/h（13.88毫米/毫秒）。

1.2 刚性墙

车辆和正前方的刚性壁障发生碰撞，一般通过刚性墙来模拟。LS-Dyna中对应的关键字为*RIGIDWALL_PLANAR。刚性墙可以视为一种特殊的接触，只有从接触面，没有主接触面（主接触面是刚性墙）。从接触面选择“all”，表示选择所有节点。刚性墙的摩擦系数一般是0.1.

除此之外，车辆还需要和地面接触（否则会因为自重而自由落体），同样通过刚性墙模拟地面。从接触面选择车轮即可。

1.3 自接触

在碰撞过程中，车辆自身各部件之间也会发生接触。因为无法知道哪些部件会接触，所以这里使用的接触类型是自接触，LS-Dyna中对应关键字：*CONTACT_AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE。和刚性墙一样，自接触不需要设置主接触面，只设置从接触面即可。不同的是，在自接触中，所有的从接触面，同时又是主接触面，也就是说，部件a既可以和部件b接触，也可以和自己发生接触。自接触的动、静摩擦系数一般是0.5.

1.4 重力加速度

LS-Dyna中重力加速度的关键字是*LOAD_BODY_Z，大小是9.8m/s^2。

1.5 控制卡片

整车碰撞的控制卡片虽然多达十几项，但是一般不需要特别设置，直接导入已有的控制卡片即可。唯一需要注意的是时间。不同的工况，碰撞完成的时间是不一样的。一般从接触开始碰撞到碰撞完成，正碰的时间是0.1秒；偏置碰是0.14秒；侧碰是0.12秒。

2 计算

前处理完成后，接下来是计算。一般使用LS-dyna求解器，正常CUP调用4个核（可根据电脑配置来调整），内存调用2G，正碰一般需要计算两天左右。