[發明專利]設計安全氣囊的系統及方法

在審

• 申請號: 201210365953.9
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN103177148A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 迪利普·穆吉·巴哈索德
• 申請（專利權）人: 利弗莫爾軟件技術公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T11/00;G06T17/30
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術領域

本發明總地涉及安全氣囊的設計；安全氣囊是在汽車碰撞過程中增強乘員安全的車輛安全裝置。更具體地，本發明涉及由完全充氣配置下的安全氣囊的三維計算機化模型創建織物面板（fabric?panel）的多個二維網格模型（例如，有限元分析模型）的方法及系統；其中，所述織物面板形成安全氣囊。

背景技術

安全氣囊由縫合在一起的多個織物面板制成，其安裝在汽車內從而在汽車碰撞時提供乘員約束。安全氣囊包含設計為在撞車時迅速充氣的柔性包覆物（envelope），以防止車輛乘員撞擊內部物體，例如撞擊方向盤或車窗。現代車輛可能在乘客就座位置的各個側面和正前方位置設有多個安全氣囊，各個傳感器基于碰撞類型和嚴重性、以可變速度在沖擊區配置一個或多個安全氣囊。

隨著計算機技術的出現，兩組工程師/設計者共同協作、使用計算機輔助工程分析（例如有限元分析（finite?element?analysis，FEA））來設計安全氣囊。第一組負責當安全氣囊在汽車碰撞中完全充氣時來保護車輛乘員，第二組則負責安全氣囊的可制造性。為滿足這些設計目標，第一組使用安全氣囊完全充氣時的三維幾何形狀，而第二組使用面板的二維平坦幾何形狀。

由于設計流程是從第一組到第二組，因此需要這樣的方法和系統：其由安全氣囊在完全充氣配置下的三維計算機化模型來數字創建、織物面板相應的二維模型。

發明內容

本發明公開了由完全充氣的安全氣囊的三維（3-D）計算機化模型數字創建多個織物面板的相應二維（2-D）網格模型的系統、方法及軟件產品；所述多個織物面板形成安全氣囊。

根據本發明的一個示范性實施例，定義了完全充氣的安全氣囊的3-D計算機化模型（例如，有限元分析模型、柵格模型等）。3-D計算機化模型包括多個節點和多個殼有限元（shell?finite?element）。每個殼元指定給多個織物面板的其中一個，而多個織物面板形成屬于其的安全氣囊。每個織物面板占據安全氣囊的連續表面積。使各個三維拓撲結構或幾何形狀中的特定織物面板的殼有限元一次性（at?a?time）展開為織物面板的二維網格模型。將特定織物面板的總表面積與相應2-D網格模型的總面積進行比較。調節該2-D網格模型，直至其面積在預設公差的范圍內。進一步地，將最終的“總面積匹配的”2-D網格模型定位于經緯線的織物材料坐標系中，從而確定其可制造性。

根據另一方面，使每個殼元的標識符（例如，元素號、元素標簽等）在3-D模型和2-D模型中保持不變，而使節點的標識符（例如，節點號、節點標簽等）在這兩個模型中相互區別開。

根據另一方面，展開操作中原本包含了安全氣囊通風孔的面積，隨后從最終的2-D網格模型中去除安全氣囊通風孔的面積；其中，最終的2-D網格模型的面積與3-D模型的表面積相匹配。

附圖說明

結合以下描述、所附的權利要求和附圖將更好地理解本發明的各個特征、方面和優點。附圖如下所示：

圖1是根據本發明一實施例的由完全充氣的3-D計算機化模型創建安全氣囊的織物面板的2-D網格模型的示范性過程的流程圖；

圖2是根據本發明一實施例的、安全氣囊在完全充氣配置下的3-D計算機化模型的透視圖；

圖3是根據本發明一實施例的將3-D計算機化模型展開為2-D網格模型的方案的示意圖；

圖4-5是由圖2的3-D計算機化模型展開得來的2-D網格模型的示意圖；

圖6是根據本發明一實施例的在織物材料坐標系中使用的示范性經緯線定義的示意圖；以及

圖7是顯示示范性計算機的突出組件的功能圖，在所述示范性計算機中可實施本發明的一個實施例。

具體實施方式

圖1是根據本發明一實施例的設計安全氣囊的示范性過程100的流程圖；圖1尤其是由完全充氣配置下的安全氣囊的3-D計算機化模型創建安全氣囊的織物面板的2-D網格模型的示范性過程的流程圖；其中，安全氣囊在汽車碰撞時用作增強乘員安全的車輛安全裝置。優選地，結合前述各圖來理解過程100，過程100在軟件中得以實施。