[發(fā)明專利]一種虛擬汽車碰撞檢測系統(tǒng)及其構(gòu)建方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910144522.8
• 申請日: 2009-08-14
• 公開（公告）號: CN101625285A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳擁權(quán)
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥寰景信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01M17/007
• 分類號: G01M17/007;G06F17/50
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所
• 代理人: 袁由茂

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，具體涉及一種用于汽車碰撞實(shí)驗(yàn)的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其構(gòu)建方法。

背景技術(shù)

長期以來，轎車安全性能的提高一直是汽車工業(yè)級所追求的目標(biāo)。用實(shí)車碰撞試驗(yàn)可以確定轎車的安全性能。用實(shí)車碰撞試驗(yàn)可以測定轎車的安全性能，但因其需要在實(shí)物樣車上安裝各種測試設(shè)備，進(jìn)行實(shí)地碰撞試驗(yàn)，成本昂貴，周期很長。在國內(nèi)也已經(jīng)開始了探索汽車碰撞事故的計(jì)算機(jī)模擬應(yīng)用吉林工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)等高校及學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了關(guān)于汽車碰撞分析的計(jì)算機(jī)模擬、理論研究，并著手在根據(jù)碰撞試驗(yàn)數(shù)據(jù)，開發(fā)了車對車的計(jì)算機(jī)模擬軟件，表明我國在車輛碰撞事故再現(xiàn)方面取得了一定的進(jìn)展。我國的汽車企業(yè)目前仍然采用主要基于模仿設(shè)計(jì)、實(shí)物樣車試驗(yàn)驗(yàn)證、主觀經(jīng)驗(yàn)評價、反復(fù)修改的整車開發(fā)方法，耗資巨大、周期很長，嚴(yán)重制約著我國汽車工業(yè)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)開發(fā)出了一種開發(fā)周期短，使用成本低，且實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加真實(shí)的虛擬汽車碰撞檢測系統(tǒng)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種虛擬汽車碰撞檢測系統(tǒng)及其構(gòu)建方法，其特征在于：(1)根據(jù)車輛總質(zhì)量、總體尺寸和車輛類型基本信息然后根據(jù)零部件的外形尺寸建立汽車的幾何實(shí)體模型；然后根據(jù)碰撞試驗(yàn)項(xiàng)目將幾何模型網(wǎng)格化；非重要部件采用近似的模型；最后，定義汽車各個部分連接形式；

(2)建立假人的有限元模型，還要分別建立安全帶、安全氣囊以及壁障的模型；

(3)建立虛擬仿真和計(jì)算試驗(yàn)平臺；

(4)各種虛擬原型在虛擬試驗(yàn)場中的調(diào)用建立了虛擬試驗(yàn)場以后，可以調(diào)用各種虛擬模型，將它們呈現(xiàn)在同一個虛擬環(huán)境中；然后定義碰撞的試驗(yàn)條件，并開始模擬試驗(yàn)。

與傳統(tǒng)的實(shí)車試驗(yàn)相比，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)碰撞平臺具有快速、逼真、可重復(fù)性高、成本低等特點(diǎn)。這種方法雖然不能完全取代實(shí)際的轎車碰撞試驗(yàn)，但卻使廠家能夠根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果更好的、更為精確的安排最后階段的實(shí)驗(yàn)，從而降低成本。

1、開發(fā)周期短，成本低，能夠普及使用。

2、打破了當(dāng)前各種虛擬現(xiàn)實(shí)及仿真平臺單一用軟件模擬的過程，創(chuàng)立了一整套以硬件傳感器網(wǎng)絡(luò)平臺為支撐，以軟件虛擬現(xiàn)實(shí)平臺為載體的全新虛擬現(xiàn)實(shí)仿真平臺，實(shí)現(xiàn)度更高，仿真度更強(qiáng)。創(chuàng)造了目前已有虛擬環(huán)境無法實(shí)現(xiàn)的虛擬試驗(yàn)平臺。

3、相對其他軟件平臺，具有強(qiáng)大的模型庫功能，接口開放。提供的模型庫、工具庫及固化專家經(jīng)驗(yàn)的自動化技術(shù)。

4、對碰撞過程中所有基于非線性動力學(xué)問題進(jìn)行模擬分析。

具體實(shí)施方式

虛擬汽車碰撞試驗(yàn)場的建立虛擬試驗(yàn)的各個對象的模型都建立：解決當(dāng)前各種仿真和試驗(yàn)平臺只是單純的針對某種車型和運(yùn)動的單一軟件形式。(1)建立一個車與人的模型庫，被測汽車的有限元模型庫是進(jìn)行虛擬碰撞試驗(yàn)的首要任務(wù)，和設(shè)計(jì)平臺相結(jié)合，車輛總質(zhì)量、總體尺寸和車輛類型等基本信息然后根據(jù)零部件的外形尺寸建立汽車的幾何實(shí)體模型。然后需要根據(jù)碰撞試驗(yàn)項(xiàng)目將幾何模型網(wǎng)格化。對整個碰撞變形模式起決定性作用的重要部件，要建立精確的幾何模型和細(xì)化的網(wǎng)格尺寸；非重要部件，如發(fā)動機(jī)等，可以采用近似的模型。最后，要定義汽車各個部分的材料、各部間之間的連接形式，如焊接、鉚接等。(2)乘員保護(hù)虛擬碰撞試驗(yàn)還需要建立假人的有限元模型，但因?yàn)榧偃说姆N類、形式相對固定，所以很多軟件提供備選的數(shù)字化假人模型，而不需要用戶重新建立。另外，根據(jù)試驗(yàn)項(xiàng)目的不同，可能還要分別建立安全帶、安全氣囊以及壁障等模型。(3)建立虛擬仿真和計(jì)算試驗(yàn)平臺。在這個平臺上可以設(shè)置試驗(yàn)的項(xiàng)目、導(dǎo)入試驗(yàn)對象、輸出試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)依靠和這個平臺的交互操作來控制試驗(yàn)的進(jìn)程。(4)定義虛擬碰撞的試驗(yàn)條件：各種虛擬原型在虛擬試驗(yàn)場中的調(diào)用建立了虛擬試驗(yàn)場以后，就可以調(diào)用各種虛擬模型，將它們呈現(xiàn)在同一個虛擬環(huán)境中。然后定義碰撞的試驗(yàn)條件，如汽車的速度、碰撞的位置和接觸條件，并開始模擬試驗(yàn)。