一种汽车碰撞假人腰椎测试方法、设备及介质与流程

本发明一般涉及汽车假人腰椎测试实验，具体涉及一种汽车碰撞假人腰椎测试方法、设备及介质。

背景技术：

1、现有的汽车生产过程包括先设计三维图纸，再生产出几辆样车进行碰撞测试，当测试车辆符合安全标准后才可进行大量生产。

2、在进行车辆碰撞测试的过程中，需要在各位置设置假人模拟碰撞时人的运动状态。这就需要假人的各个关节需要有足够的结构强度，以及各方向、各种运动状态下的形变能力。设计假人时，以假人腰椎为例，需要先将设计合格的腰椎安装在假人上再进行测试。

3、但是现有技术中，判断腰椎结构是否合格需要进行腰椎测试实验，实验包括：前剪切载荷-位移测试、后剪切载荷-位移测试、侧剪切载荷-位移测试、屈曲载荷-位移测试、伸展载荷-位移测试、侧弯载荷-位移测试、压缩载荷-位移测试、有钢索拉伸载荷-位移测试、无钢索拉伸载荷-位移测试。

4、进而使用各种检测设备，得出载荷与位移之间关系的载荷-位移曲线图。虽然可经实验生成具体的载荷-位移曲线图，但是载荷-位移曲线图反映的腰椎的结构是否合格，在大多数情况下还需要实验员根据经验判断。这就导致对腰椎是否合格的评价标准不统一，导致碰撞实验的合理性与可靠性均难以估计。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种汽车碰撞假人腰椎测试方法、设备及介质。

2、第一方面，本发明提供一种汽车碰撞假人腰椎测试方法，包括：

3、获取实验假人腰椎的多种实验数据；所述多种实验数据包括：前剪切载荷-位移测试、后剪切载荷-位移测试、侧剪切载荷-位移测试、屈曲载荷-位移测试、伸展载荷-位移测试、侧弯载荷-位移测试、压缩载荷-位移测试、有钢索拉伸载荷-位移测试、无钢索拉伸载荷-位移测试实验所得的位移与载荷之间对应关系的实验数据；每种实验数据包括多组实验结果；

4、将实验假人腰椎的同一种实验的多组实验结果，绘制在同一坐标系下，得到每种实验的第一载荷-位移曲线图；所述第一载荷-位移曲线图中横坐标表示位移，纵坐标表示载荷；所述第一载荷-位移曲线图中包含每组实验结果对应的载荷-位移曲线；

5、根据每种实验的第一载荷-位移曲线图绘制每种实验的响应通道；

6、根据实验假人腰椎的多种实验数据包含的多组实验结果，构建综合响应通道；

7、获取同型号的待测假人腰椎的多种实验数据；

8、将待测假人腰椎的同一种实验的多组实验结果，绘制在同一坐标系下，得到每种实验的第二载荷-位移曲线图；

9、根据待测假人腰椎的实验数据包含的实验结果，构建综合载荷-位移曲线图；

10、当每种实验的所述第二载荷-位移曲线图同时处于每种实验的响应通道内，且所述综合载荷-位移曲线图处于所述综合响应通道内时，得出测试结果为合格，否则得出测试结果为不合格。

11、根据本发明提供的技术方案，根据每种实验的第一载荷-位移曲线图绘制每种实验的响应通道的步骤包括：

12、对每种实验的第一载荷-位移曲线图分别进行去除奇异值处理，得到每种实验的第三载荷-位移曲线图；

13、绘制每种实验的第三载荷-位移曲线图的包络线，得到每种实验的响应通道。

14、根据本发明提供的技术方案，所述第一载荷-位移曲线图所包含多个位移数据点，每个位移数据点对应有多组实验结果包含的载荷数据点；

15、对每种实验的第一载荷-位移曲线图分别进行去除奇异值处理的步骤包括：

16、计算所述第一载荷-位移曲线图每个位移数据点对应的多个载荷数据点的标准差，得到多个第一标准差；

17、计算多个第一标准差的均值和最小值，得到第一均值和第一最小值；

18、根据所述第一均值和所述第一最小值设定第一奇异值范围；

19、计算多个第一标准差中，处于所述第一奇异值范围的载荷数据点对应的位移数据点，得到多个奇异位移数据点；

20、计算每个所述奇异位移数据点对应的多个载荷数据点的均值和标准差，得到多个第二均值和多个第二标准差；

21、根据所述第二均值和所述第二标准差设定第二奇异值范围；

22、筛选出每个所述奇异位移数据点对应的多个载荷数据点中，处于对应所述第二奇异值范围的载荷数据点，得到多个奇异载荷数据点；

23、去除掉所述第一载荷-位移曲线图中与每个所述奇异位移数据点所对应的多个所述奇异载荷数据点所在的组的实验结果，得到第三载荷-位移曲线图。

24、根据本发明提供的技术方案，所述第一奇异值范围具体设定为：大于第一临界值；

25、所述第一临界值等于所述第一均值加两倍第一差值；所述第一差值等于所述第一均值减第一最小值；

26、所述第二奇异值范围具体设定为：大于第二均值加三倍第二标准差，或小于第二均值减三倍第二标准差。

27、根据本发明提供的技术方案，绘制每种实验的第三载荷-位移曲线图的包络线，得到每种实验的响应通道的步骤包括：

28、计算第三载荷-位移曲线图中多个载荷-位移曲线的最大位移数据点对应点的坐标得到多个第一坐标；

29、依次连接多个第一坐标，形成分割曲线；

30、利用所述分割曲线将所述第三载荷-位移曲线图分割为第一子曲线图和第二子曲线图；

31、分别计算第一子曲线图和第二子曲线图中所有的极大值坐标点和极小值坐标点；

32、将第一子曲线图中多个所述极大值坐标点依次连接作为第一上包络线；将第一子曲线图中多个所述极小值坐标点依次连接作为第一下包络线；

33、将第二子曲线图中多个所述极大值坐标点依次连接作为第二上包络线；将第二子曲线图中多个所述极小值坐标点依次连接作为第二下包络线；

34、将所述第一上包络线和第二上包络线连接形成上包络线，将所述第一下包络线和第二下包络线连接形成下包络线；

35、将所述上包络线和下包络线之间的区域作为所述响应通道。

36、根据本发明提供的技术方案，根据多种实验数据包含的多组实验结果，构建综合响应通道的步骤包括：

37、获取屈曲载荷-位移测试、前剪切载荷-位移测试、后剪切载荷-位移测试实验所得的位移与载荷之间对应关系的实验数据，得到多组屈曲实验数据、多组前剪切实验数据和多组后剪切实验数据；

38、计算所述多组屈曲实验数据的均值，得到屈曲载荷均值曲线；

39、计算所述多组前剪切实验数据的均值，得到前剪切载荷均值曲线；

40、计算所述多组后剪切实验数据的均值，得到后剪切载荷均值曲线；

41、根据所述屈曲载荷均值曲线、所述前剪切载荷均值曲线和所述后剪切载荷均值曲线对应的函数的加权之和计算得到综合载荷曲线对应的函数；

42、以所述综合载荷曲线对应函数的函数值作为综合响应通道的均值，以第一设定值和第二设定值分别作为通道上限和通道下限，构建得到综合响应通道。

43、根据本发明提供的技术方案，所述综合载荷曲线由公式（一）计算得到：

44、公式（一）；

45、其中， f表示综合载荷曲线对应的函数， fb表示屈曲载荷均值曲线对应的函数， ffs表示前剪切载荷均值曲线对应的函数， fps表示后剪切载荷均值曲线对应的函数, w1、 w2、 w3均表示权重。

46、根据本发明提供的技术方案，所述第一设定值和第二设定值均根据所述综合载荷曲线中的载荷最大值设定，第一设定值具体设定为综合响应通道的均值加0.1倍综合载荷曲线中的载荷最大值，第二设定值具体设定为综合响应通道的均值减0.1倍综合载荷曲线中的载荷最大值。

47、第二方面，本发明提供一种计算机设备，包括：存储器、处理器和存储在存储器上的用于进行一种汽车碰撞假人腰椎测试方法的程序；所述用于进行一种汽车碰撞假人腰椎测试方法的程序配置用于：

48、进行上述任意一项所述的一种汽车碰撞假人腰椎测试方法。

49、第三方面，本发明提供一种存储介质，所述存储介质上存储有执行一种汽车碰撞假人腰椎测试方法的程序；当所述一种汽车碰撞假人腰椎测试方法的程序被执行时，用于：

50、进行上述任意一项所述的一种汽车碰撞假人腰椎测试方法。

51、本发明的有益效果在于：

52、先进行多种实验，并收集数据，进而将数据绘制成载荷-位移曲线图，最终根据载荷-位移曲线图绘制每种实验的响应通道和综合响应通道。由此建立了腰椎测试过程中统一的评定标准，当待测腰椎的载荷-位移曲线图均处于各实验的响应通道内，且综合载荷-位移曲线图处于综合响应通道内时，则最终判定待测假人的测试结果为合格，否则为不合格。这种方式能够基于实验数据给出客观合理的评价标准，对假人腰椎进行碰撞测试时能够得出统一的结论，保证了碰撞测试的可靠性与合理性。