一种满足侧碰要求的前门护板扶手支架的设计系统及方法与流程

本发明涉及整车设计，具体地指一种满足侧碰要求的前门护板扶手支架的设计系统及方法。

背景技术：

1、常生活中的十字路口是交通事故高发地段，该地段发生的事故中，不少是车辆侧面碰撞。汽车的侧面位置是整车中最薄弱的部分，其可以分散冲击力的部件极少，一旦发生碰撞，将给乘坐人员的生命安全造成极大的威胁。因此，侧面碰撞试验成为了各主机厂的重点试验部分，侧面碰撞试验是一种模拟日常十字路口的车辆侧面碰撞事故，以考量车辆在遇到侧面物体撞击时的抗撞击能力和对车内人员的保护情况为目的的试验，当下侧面碰撞测试时速一般为50km/h。

2、车辆侧面碰撞试验中，车门受到外力作用向车内侧侵入伤害到乘员，门护板扶手支架因其尺寸较大，位置最靠近乘员腹部肋骨位置，因此最容易出现门护板整体变形后指向乘员的伤害。目前主流的解决方案是设计满足各种设定工况的扶手支架，比如前后贯穿式的金属支架方案或者在扶手支架变形量较大的位置采用螺栓连接。但上述方案也都存在各种不足：金属支架质量大，成本高；螺栓连接的部位耐久后易松脱。因此，如何设计一种既能满足门护板扶手支架的支撑性能，保证扶手支架装配稳定，又能减少门户板扶手支架受冲击脱落后对乘员腹部造成的伤害的门护板扶手支架结构是目前面临的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种成本低、重量轻且能够满足侧碰安全要求的前门护板扶手支架的设计系统及方法。

2、为实现此目的，本发明所设计的满足侧碰要求的前门护板扶手支架的设计系统，它包括碰撞仿真模块、结构设计模块和验证模块；所述碰撞仿真模块用于进行整车侧面碰撞的场景仿真，获得门护板扶手的碰撞侵入量、碰撞能量、冲击力和门护板扶手受冲击力的部位长度；所述结构设计模块用于以所述门护板扶手支架的简化模型为基础，根据所述门护板扶手的碰撞侵入量、碰撞能量、冲击力和门护板扶手受冲击力的部位长度计算所述门护板扶手的结构参数，确定所述门护板扶手的尺寸和装配结构参数；所述验证模块用于验证所述门护板扶手的尺寸和装配结构参数是否满足整车侧碰安全要求。

3、进一步的，所述结构设计模块包括简化模型建立模块和分区设计模块；所述简化模型建立模块用于建立所述门护板扶手支架的简化模型，确定门护板扶手支架的整体结构的尺寸；所述分区设计模块用于根据所述门护板扶手支架的整体结构的尺寸以及所述门护板扶手的碰撞侵入量、碰撞能量、冲击力和门护板扶手受冲击力的部位长度计算所述门护板扶手的结构参数，确定所述门护板扶手的弱化结构处的尺寸和装配结构参数。

4、进一步的，所述分区设计模块包括乘员伤害分区模块、整体性设计模块、吸能设计模块和防脱落设计模块。

5、进一步的，所述乘员伤害分区模块用于对所述门护板扶手支架进行分区，将门护板扶手支架分为用于加强门护板扶手支架在门护板上紧固强度的扶手固定区域和与乘员腹部直接接触的吸能区域。

6、进一步的，所述整体性设计模块用于对所述门护板扶手支架进行受力分析，计算扶手固定区域的紧固力，确定扶手固定区域在门护板上的装配结构参数。

7、进一步的，所述吸能设计模块用于计算弱化结构处的屈服强度，确定弱化结构处的尺寸。

8、进一步的，所述防脱落设计模块用于计算防撞卡扣的弹性模量，确定防撞卡扣的尺寸。

9、进一步的，所述验证模块包括仿真验证模块、实物验证模块和实车验证模块；所述仿真验证模块用于根据所述门护板扶手的尺寸和装配结构参数建立整车侧面碰撞的场景仿真，判断所述门护板扶手是否满足整车侧碰安全要求；所述实物验证模块用于根据所述门护板扶手的尺寸和装配结构参数建立门护板侧碰实物试验，判断所述门护板扶手是否满足整车侧碰安全要求；所述实车验证模块用于根据所述门护板扶手的尺寸和装配结构制造门护板扶手的实物，将门护板扶手实物装车进行整车侧面碰撞的实车试验，判断门护板扶手是否满足整车侧碰安全要求。

10、进一步的，所述判断所述门护板扶手是否满足整车侧碰安全要求包括判断所述门护板扶手受侧碰冲击后的紧固性是否失效和乘员腹部受门护板扶手冲击的伤害值是否在设定值内。

11、更进一步的，基于上述所述的满足侧碰要求的前门护板扶手支架的设计系统的设计方法，包括以下步骤：

12、步骤一：进行整车侧面碰撞的场景仿真，获得获得门护板扶手的碰撞侵入量、碰撞能量、冲击力和门护板扶手受冲击力的部位长度；

13、步骤二：以所述门护板扶手支架的简化模型为基础，根据所述门护板扶手的碰撞侵入量、碰撞能量、冲击力和门护板扶手受冲击力的部位长度计算所述门护板扶手的结构参数，确定所述门护板扶手的尺寸和装配结构参数；

14、步骤三：验证所述门护板扶手的尺寸和装配结构参数是否满足整车侧碰安全要求，若不满足则重复步骤二和步骤三，直至所述门护板扶手的尺寸和装配结构参数满足整车侧碰安全要求。

15、本发明的有益效果是：通过本发明可以有效减少侧碰试验中前排乘员假人腹部伤害值，在真实场景中也可以实现对乘员的保护。基于本发明的设计系统和方法，可以对门护板扶手支架的整体性结构进行多样化设计，比如门护板仅与门护板扶手支架的上部连接或者仅与门护板扶手支架的下部连接，或者门护板与门护板扶手支架之间采用刚性支架连接等。门护板扶手支架中的弱化结构可以扩展多种设计方案，比如增加弯折结构、变截面或多处镂空等，其目的均是减少垂直于侧碰冲击力的弱化位置的截面积，满足多车型的门护板支架结构的应用需求。

技术特征：

1.一种满足侧碰要求的前门护板扶手支架的设计系统，其特征在于：它包括碰撞仿真模块(1)、结构设计模块(2)和验证模块(3)；

2.如权利要求1所述的满足侧碰要求的前门护板扶手支架的设计系统，其特征在于：所述结构设计模块(2)包括简化模型建立模块(2.1)和分区设计模块；

3.如权利要求2所述的满足侧碰要求的前门护板扶手支架的设计系统，其特征在于：所述分区设计模块包括乘员伤害分区模块(2.2)、整体性设计模块(2.3)、吸能设计模块(2.4)和防脱落设计模块(2.5)。

4.如权利要求3所述的满足侧碰要求的前门护板扶手支架的设计系统，其特征在于：所述乘员伤害分区模块(2.2)用于对所述门护板扶手支架进行分区，将门护板扶手支架分为用于加强门护板扶手支架在门护板上紧固强度的扶手固定区域和与乘员腹部直接接触的吸能区域。

5.如权利要求3所述的满足侧碰要求的前门护板扶手支架的设计系统，其特征在于：所述整体性设计模块(2.3)用于对所述门护板扶手支架进行受力分析，计算扶手固定区域的紧固力，确定扶手固定区域在门护板上的装配结构参数。

6.如权利要求3所述的满足侧碰要求的前门护板扶手支架的设计系统，其特征在于：所述吸能设计模块(2.4)用于计算弱化结构处的屈服强度，确定弱化结构处的尺寸。

7.如权利要求3所述的满足侧碰要求的前门护板扶手支架的设计系统，其特征在于：所述防脱落设计模块(2.5)用于计算防撞卡扣的弹性模量，确定防撞卡扣的尺寸。

8.如权利要求1所述的满足侧碰要求的前门护板扶手支架的设计系统，其特征在于：所述验证模块(3)包括仿真验证模块(3.1)、实物验证模块(3.2)和实车验证模块(3.3)；

9.如权利要求8所述的满足侧碰要求的前门护板扶手支架的设计系统，其特征在于：所述判断所述门护板扶手是否满足整车侧碰安全要求包括判断所述门护板扶手受侧碰冲击后的紧固性是否失效和乘员腹部受门护板扶手冲击的伤害值是否在设定值内。

10.一种基于上述权利要求1—9中任意一项所述的满足侧碰要求的前门护板扶手支架的设计系统的设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种满足侧碰要求的前门护板扶手支架的设计系统及方法，它包括碰撞仿真模块、结构设计模块和验证模块；碰撞仿真模块用于进行整车侧面碰撞的场景仿真，获得门护板扶手的碰撞侵入量、碰撞能量、冲击力和门护板扶手受冲击力的部位长度；结构设计模块用于以门护板扶手支架的简化模型为基础，根据门护板扶手的碰撞侵入量、碰撞能量、冲击力和门护板扶手受冲击力的部位长度计算门护板扶手的结构参数，确定门护板扶手的尺寸和装配结构参数；验证模块用于验证门护板扶手的尺寸和装配结构参数是否满足整车侧碰安全要求。通过本发明可以有效减少侧碰试验中前排乘员假人腹部伤害值，在真实场景中也可以实现对乘员的保护。

技术研发人员：尹东,沈鲲,樊友嗣,张珂,付饶
受保护的技术使用者：神龙汽车有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29