前机舱溃缩空间尺寸确定方法及装置的制造方法_2

文档序号:9911348阅读:来源:国知局
实施例,而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例,都属于本发明保护的范围。
[0042] 本发明提供了一种前机舱溃缩空间尺寸确定方法及装置,应用于电子设备中,电 子设备中存储有预先建立的安装有多体假人的正面碰撞汽车三维模型和壁障三维模型,其 中,多体假人的安装应满足6811551-2014《汽车正面碰撞的乘员保护》中第5.2节的规定,壁 障三维模型应满足6811551-2014《汽车正面碰撞的乘员保护》中第5.1.2节的规定。或者,多 体假人的安装应满足中国新车评价规程(C-NCAP,China_New Car Assessment Program)第 四章第1.7.2节的规定,壁障三维模型应满足C-NCAP第三章第1.1节的规定。
[0043] 下面首先对前机舱溃缩空间尺寸确定方法进行说明。
[0044] 如图1所示,汽车1与壁障2发生正面碰撞事故时,一般通过汽车1前机舱的溃缩变 形吸收能量作为被动安全性措施以保证驾驶员和车内乘员的安全。
[0045] 在图1中,AB之间的汽车车身部分为变形吸能区,CD之间的汽车车身部分为溃缩变 形区。由于汽车发生正面碰撞事故时产生的碰撞能量主要靠 CD之间的汽车前机舱的溃缩变 形区来吸收能量,以保护乘员舱1内乘员的安全。因此,在汽车开发的设计阶段,需要根据 GB11551-2014《汽车正面碰撞的乘员保护》的要求,或者根据C-NCAP四星或者五星对于正面 碰撞乘员保护的要求,确定汽车三维模型的前机舱溃缩空间尺寸。
[0046] 如图2所示,本发明实施例提供的一种前机舱溃缩空间尺寸确定方法,应用于电子 设备中,电子设备中存储有预先建立的安装有多体假人的正面碰撞汽车三维模型和壁障三 维模型,该方法可以包括:
[0047] S100、根据碰撞速度获得所述正面碰撞汽车三维模型的加速度曲线;所述碰撞速 度为所述正面碰撞汽车三维模型与所述壁障三维模型开始碰撞时的行驶速度;
[0048] C-NCAP第二章第3.1节中规定,碰撞试验包括100 %重叠刚性壁障碰撞试验和正面 40%重叠可变形壁障碰撞试验,在本发明的实施例中,仅对100%重叠刚性壁障碰撞试验进 行了模拟。可以理解的是,在将壁障三维模型根据C-NCAP管理规则的规定调整为可变形壁 障时,本发明提供的前机舱溃缩空间尺寸确定方法,也可以用于模拟正面40%重叠可变形 壁障碰撞试验。
[0049] 具体的,碰撞速度为正面碰撞汽车三维模型与壁障三维模型开始碰撞时(碰撞瞬 间)的速度。当碰撞类型为100%重叠刚性壁障碰撞,碰撞速度可以为GB11551-2014《汽车正 面碰撞的乘员保护》第5.4节中规定的SO^km/h,也可以为C-NCAP第3 .1 . 1节规定的 5(?1 km/h,在本发明提供的实施例中,为方便计算,将碰撞速度定为5〇km/h。当然,为了使 车辆更安全,模拟碰撞时的碰撞速度还可以为比50km/h更高的速度。
[0050] 如图3所示,加速度曲线3可以为根据对被动安全等级目标(GB11551-2014或者C-NCAP的星级要求)进行分解所需的理想加速度值编辑的一条加速度曲线(a-t图像),该加速 度曲线可以为具有一阶峰值31和二阶峰值32加速度曲线。
[0051] 对图3所示的加速度曲线3对时间积分,可以获得一条如图4所示的速度曲线4,在 图4所示的速度曲线4中,速度最大值应为13.889m/s(即,碰撞速度:50km/h),速度为零的时 间是 0.0716s。
[0052] S200、使所述正面碰撞汽车三维模型以所述碰撞速度与所述壁障三维模型发生碰 撞,并以所述加速度曲线做减速运动,在所述碰撞速度减为零后,确定所述多体假人的伤害 值是否超过预设伤害值;
[0053]具体的,可以使正面碰撞汽车三维模型以50km/h的速度与所述壁障三维模型发生 碰撞,并以图3所示的加速度曲线3做减速运动;在正面碰撞汽车三维模型的速度减为零时, 确定安装在正面碰撞汽车三维模型乘员舱内的多体假人的伤害值是否超过预设伤害值。 [0054]其中,安装在正面碰撞汽车三维模型乘员舱内的多体假人可以为安装在驾驶员座 椅上的男性多体假人或前排乘员座椅上的男性多体假人,也可以为安装在第二排座椅上的 女性多体假人或者儿童多体假人。
[0055] 具体的,预设伤害值可以为GB11551-2014《汽车正面碰撞的乘员保护》附录B中规 定的性能指标,例如:正面碰撞假人头部性能指标HPC不大于1000,胸部粘性指标VC不大于 1. Om/s ;或者预设伤害值也可以是C-NCAP第三章第2.1.1节中规定的性能指标,例如:C-NCAP五星得分要求头部性能性能指标HIC 36不大于650,胸部粘性指标VC不大于0.5m/s等等。
[0056] S300、如果所述多体假人的伤害值未超过所述预设伤害值,确定所述碰撞速度从 最大值减至零所经历的时间,计算所述时间内以所述加速度曲线作减速运动时获得的第一 位移曲线,并计算所述时间内以所述碰撞速度作匀速直线运动时获得的第二位移曲线; [0057]具体的,如果安装在正面碰撞汽车三维模型上的多体假人的伤害值未超过预设伤 害值,确定碰撞速度由50km/h减为零所经历的时间T,即确定碰撞速度为50km/h时的时刻为 0,碰撞速度为0时的时刻为T。
[0058]具体的,计算该时间(T)内以加速度曲线3作减速运动时获得的的第一位移曲线, 和计算该时间(T)内以碰撞速度(50km/h)作匀速直线运动时获得的第二位移曲线的方法 为:
[0059] 假设,碰撞速度Vo = 50km/h,加速度为a,速度为V,时间为t,第一位移为S!,第二位 移为S2,则,
[0060]
[0061] S2 = Vot = 50t
[0062] 如图5所示,将计算得到的第一位移Si和第二位移为52绘制在坐标系中,即可获得 第一位移曲线5和第二位移曲线6,同时将图4中的速度曲线绘制在图6中,获得速度曲线4。 [0063] S400、计算所述第二位移曲线的最大值与所述第一位移曲线的最大值的差,将所 述差确定为所述前机舱溃缩空间尺寸。
[0064]由于,如果正面碰撞汽车三维模型不与壁障三维模型发生碰撞,则正面碰撞汽车 三维模型继续以50km/h的速度行驶,并在时间T内行驶50T的位移,但是当正面碰撞汽车三 维模型与壁障三维模型发生碰撞,并以加速度曲线做减速运动并将碰撞速度由50km/h减为 0的过程中,正面碰撞汽车三维模型行驶的位移小于50T,被减小的这部分位移被用于吸收 碰撞能量,以保证正面碰撞时乘员舱内的人员的安全。因此,根据能量守恒定律,在汽车的 设计阶段,可以将这部分减小的位移确定为前机舱溃缩空间尺寸的初定值,以保证正面碰 撞时乘员舱内的人员的安全。
[0065]具体的,如图5所示,第一位移曲线5的最大值为T时刻的位移Slmax,第二位移曲线6 的最大值为T时刻的位移S2max,则,第二位移曲线6的最大值52_\与所述第一位移曲线5的最 大值S lmax的差X为:
[0066]
[0067] 具体的,在图5中所示的实施例中,T = 0.0716s,X = S2max-Simax = 461mm;即前机舱溃 缩空间尺寸可以为461mm,可以理解的是,在实际应用中,前机舱溃缩空间尺寸只要大于 461mm就能满足GB11551-2014《汽车正面碰撞的乘员保护》的要求,或者C-NCAP四星或者五 星对于正面碰撞乘员保护的要求。
[0068]如图6所示,在图2所示的本发明实施例提供的一种前机舱溃缩空间尺寸确定方法 的基础上,该方法还可以包括如下步骤:
[0069] S500、如果所述多体假人的伤害值超过所述预设伤害值,调整所述加速度曲线;或 者输出调整所述加速度曲线的提示信息,以提示用户调整所述加速度曲线;返回执行步骤 S200〇
[0070] 同样的,如图3所示,加速度曲线3为根据对被动安全等级目标(GB11551-2014或者 C-NCAP的星级要求)进行分解所需的理想加速度值编辑的一条加速度曲线(a-t图像),该加 速度曲线3可以为具有一阶峰值31和二阶峰值32的二阶加速度曲线。
[0071] 具体的,可以通过调整所述加速度曲线3的所述一阶峰值31和/或所述一阶峰值31 的带宽调整加速度曲线3;
[0072] 和/或,
[0073] 可以通过调整所述加速度曲线3的所述二阶峰值32和/或所述二阶峰值32的带宽 调整加速度曲线3。
[0074] 进一步,在对加速度曲线调整完毕后,或者在用户调整完加速度曲线后,返回执行 步骤S200中"使所述正面碰撞汽车三维模型以所述碰撞速度与所述壁障三维模型发生碰撞 的步骤",并使正面
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