[發(fā)明專利]概念設(shè)計(jì)階段約束系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810480248.0
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108647464B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張君媛;王丹琦;李仲玉;舒暢;姜哲;陸炳全;鄭丹楓
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 齊安全;胡景陽

本發(fā)明公開了概念設(shè)計(jì)階段約束系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，為克服傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中低水平重復(fù)尋優(yōu)過程的問題，其步驟：1.確定輸入條件：1)乘員胸部加速度限值G；2)車內(nèi)生存空間S₀；3)碰撞初速度v₀；4)碰撞波形：在概念設(shè)計(jì)階段，車體前端結(jié)構(gòu)尚未設(shè)計(jì)完成，因此以幅值為A₀的矩形波作為碰撞波形，t_v的計(jì)算式為：式中：矩形波形中A₀為矩形波幅值，t_v為車體速度減為0的時(shí)刻，即停車時(shí)刻；2.簡化曲線處理；3.約束剛度和碰撞波形的耦合作用分析；4.求解乘員相對運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和約束系統(tǒng)固有頻率：1)引入振動(dòng)方程；2)求解極限時(shí)間t_L、極限相對速度v_L、極限相對位移D_L；3)求解約束系統(tǒng)固有頻率ω；5.輸出梯形約束剛度曲線。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種設(shè)計(jì)方法，更具體地說，本發(fā)明涉及一種概念設(shè)計(jì)階段約束系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

汽車乘員約束系統(tǒng)是指汽車發(fā)生碰撞時(shí)車內(nèi)限制乘員運(yùn)動(dòng)的全部部件的總稱，包括安全帶、安全氣囊、座椅、儀表板、轉(zhuǎn)向柱、車門、安全玻璃以及內(nèi)飾件等。如果將乘員簡化為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，便可以將約束系統(tǒng)對乘員的作用力等效為一個(gè)集中的作用力。在進(jìn)行碰撞力學(xué)理論研究時(shí)，將“乘員加速度-乘員相對位移”曲線定義為“約束系統(tǒng)剛度曲線”，表示約束系統(tǒng)特性。由于乘員加速度相當(dāng)于單位質(zhì)量受力，所以這里所說的約束系統(tǒng)剛度代表約束系統(tǒng)比剛度。

從約束系統(tǒng)角度來看，要達(dá)到較好的乘員保護(hù)效果，需要根據(jù)每輛車的不同對各個(gè)約束系統(tǒng)裝置進(jìn)行參數(shù)匹配。在整車安全性開發(fā)流程中，約束系統(tǒng)匹配是在整車結(jié)構(gòu)的抗撞性設(shè)計(jì)之后進(jìn)行的，即在確定整車碰撞減速環(huán)境、車體侵入量以及乘員生存空間之后再進(jìn)行約束系統(tǒng)參數(shù)匹配。目前約束系統(tǒng)參數(shù)匹配多采用仿真技術(shù)和試驗(yàn)技術(shù)相結(jié)合的方法。采用仿真技術(shù)極大地降低了開發(fā)成本，縮短了開發(fā)周期。然而在汽車安全性概念設(shè)計(jì)階段，缺少詳細(xì)的3D數(shù)據(jù)，無法采用仿真分析進(jìn)行約束系統(tǒng)主要參數(shù)的設(shè)計(jì)。因此，迫切地需要從碰撞力學(xué)的角度深入研究碰撞系統(tǒng)的本質(zhì)，從而在CAE(Computer AidedEngineering)分析之前的概念設(shè)計(jì)階段確定車體結(jié)構(gòu)和約束系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，使CAE計(jì)算更有針對性，避免了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中低水平重復(fù)的尋優(yōu)過程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中低水平重復(fù)的尋優(yōu)過程的問題，提供了一種概念設(shè)計(jì)階段約束系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：所述的概念設(shè)計(jì)階段約束系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法包括步驟如下：

1)確定輸入條件：

(1)乘員胸部加速度限值G

乘員胸部加速度限值G分布在30～50g之間，G值越小代表乘員安全性要求越高；

(2)車內(nèi)生存空間S₀

車內(nèi)生存空間S₀定義為乘員胸部到轉(zhuǎn)向盤的水平距離；在整車抗撞性的概念設(shè)計(jì)階段，車體總布置參數(shù)基本確定，車內(nèi)生存空間S₀也確定；

(3)碰撞初速度v₀

所述的碰撞初速度v₀根據(jù)碰撞試驗(yàn)要求確定；

(4)碰撞波形

t_v的計(jì)算式為：

式中：v₀為碰撞初速度，矩形波形中A₀為矩形波幅值，t_v為車體速度減為0的時(shí)刻，即停車時(shí)刻；

2)簡化曲線處理:

(1)簡化約束剛度曲線