パム・クラッシュ

Pam-Crashは、 ESIグループが開発したソフトウェアパッケージで、主に自動車業界における衝突シミュレーションおよび乗員安全システムの設計に使用されます。このソフトウェアを使用することで、自動車エンジニアは提案された車両設計の性能をシミュレーションし、複数の衝突シナリオにおける乗員の負傷リスクを評価することができます。

このソフトウェアは、航空宇宙および原子力用途のシミュレーションを目的とした研究から生まれた。1978年 5 月 30 日にシュトゥットガルトで 開催された VDI (ドイツ技術者協会)主催の会議で、 ESI グループは軍用戦闘機が原子力発電所に衝突する事故をシミュレーションした^{[ 1 ]} ドイツの自動車メーカーはこれに注目し、後に Pam-Crash となるものを含む、いくつかの新進気鋭の商用衝突シミュレーション コードの適用性をテストした。このソフトウェアの前身となるコードは、一晩のコンピュータ実行で乗用車全体の正面衝突をシミュレーションした。これが、初めて成功した乗用車全体の衝突シミュレーションであった。^{[ 2 ]}

有限要素法(FEM)に基づくこのソフトウェアは、梁、シェル、膜、固体などのさまざまな構造要素と連続体要素を提供することで、複雑な形状のモデリングを可能にします。典型的な衝突シミュレーションでは、シェルは薄肉の金属、プラスチック、複合材部品のモデリングに使用されます。梁と棒は、フレーム、サスペンション、特殊な接続部の補強にも使用できます。このプログラムは、弾性および粘塑性材料、発泡材料、多層複合材、損傷および破壊モデルなど、線形および非線形材料の幅広い範囲を提供します。^{[ 3 ]} BMW AG (Bayerische Motoren Werke AG)による車両全体の横転の最初の数値シミュレーションで使用されました。このプログラムは、構造変形の正確な決定を提供し、シミュレーションの比較的重要でない変形および自由飛行フェーズでは、計算効率の良い剛体シミュレーションが使用されました。^{[ 4 ]}

PAM-CRASHは、大規模並列システムを含む高性能コンピュータで使用されます。並列シミュレーションにおいて最も時間的に制約のある側面の1つは、接触処理です。128プロセッサのコンピュータでの結果では、接触探索アルゴリズムがスケーラビリティの向上につながることが実証されました。^{[ 5 ]}エンジニアは、衝突シミュレーションを衝突の最終結果を決定するだけでなく、段階的な時間履歴を確認するためにも利用します。衝突時にバンパーがどのように折り畳まれるか、シミュレーションの初期段階でリブの厚さがボディの変形にどのような影響を与えるかなどの要因を観察することで、設計の耐衝突性を向上させる洞察が得られます。^{[ 6 ]}

Desktop Engineering誌は、このソフトウェアを含むESI GroupのVirtual Performance Solutionのレビューで、「単一のコアモデルで複数の解析ドメインを横断して作業できます。荷重ケースごとに異なるモデルを使用する必要はありません。これによりワークフローが効率化され、展開する必要のある個々のソルバーの数とモデルの再作成作業が削減されるため、時間とコストを節約できます。」と述べています。^{[ 7 ]}

Pam-Crashは、ねじり剛性と曲げ剛性の要件を満たしつつ、重量を50%、部品数を70%削減する鋼製床パン構造の設計に使用されました。^{[ 8 ]}

別のアプリケーションでは、このソフトウェアは乗員安全プログラムMADYMOと動的に結合されました。この研究では、正面衝突状況におけるHybrid III衝突ダミーとエアバッグおよびニーボルスターの受動拘束システムの相互作用を調査しました。実験データとの良好な一致が得られました。^{[ 9 ]}

ノースカロライナ大学とミシシッピ州立大学の研究者らは、このプログラムと別の衝突シミュレーションコードであるLS-DYNAを使用して、クライスラー・ネオン乗用車の衝突シナリオをシミュレーションした。テストデータとシミュレーション結果は、全体的な衝撃変形、コンポーネントの故障モード、車両のさまざまな場所での速度と加速度に関してわずかな差異があるだけで、非常によく相関していた。^{[ 10 ]}

このソフトウェアは、エクソンモービルが運営する北海のベリル・ブラボー海上プラットフォームの安全上の問題を評価するために使用されました。爆発シナリオにさらされた構造物の動的応答の数値シミュレーションを実行するために使用されました。プログラムの計算モデルは実験結果と一致し、新しい防爆壁の設計プロセスを導くために使用されました。^{[ 11 ]}

このプログラムは、自動車メーカーが競合する自動車モデルの安全性能を評価するために使用される新車アセスメントプログラム（NCAP）でのランキングを向上させるために使用されています。これらのプログラムには、Euro NCAPやJapan NCAPのほか、米国道路交通安全局（NHTSA）が提供する同様の評価システムが含まれます。^{[ 12 ]}