[發(fā)明專利]一種協(xié)同正面碰撞多工況的汽車前端結(jié)構(gòu)能量管理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110422464.1
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN112948983B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張君媛;余雪婷;王丹琦;邸春赫;車文傳;謝堅
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06T17/00
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369
• 代理人: 劉小嬌

1.一種協(xié)同正面碰撞多工況的汽車前端結(jié)構(gòu)能量管理方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、根據(jù)總布置階段的車輛硬點尺寸確定車輛前端吸能總空間；將所述車輛前端吸能總空間劃分為多個吸能子空間，并將FRB工況碰撞原波形分解為與所述吸能子空間一一對應(yīng)的子波形，建立車輛前端結(jié)構(gòu)三維解析模型；

其中，每個所述子波形的幅值為FRB工況碰撞原波形的幅值與其對應(yīng)的吸能子空間的吸收能量占比的乘積；

步驟二、基于MPDB工況，對所述前端結(jié)構(gòu)三維解析模型進(jìn)行求解，得到車輛和壁障的運動響應(yīng)，確定碰撞過程中壁障和車輛的變形、壁障和車輛的加速度及壁障和車輛的速度；并根據(jù)所述運動響應(yīng)得到乘員負(fù)載指數(shù)、壁障表面擊穿情況、壁障的均勻性指標(biāo)和兼容性罰分；以及

基于SOB工況，對所述前端結(jié)構(gòu)三維解析模型進(jìn)行求解，得到碰撞結(jié)束時車輛乘員艙的形變量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)同正面碰撞多工況的汽車前端結(jié)構(gòu)能量管理方法，其特征在于，在所述步驟一中，所述車輛前端解析模型的建立方法為：

將車輛前端每個吸能子空間都簡化為剛度為k_ij的彈簧，將車輛簡化為質(zhì)量塊；

其中，

式中，q_ij為吸能子空間的吸收能量占比；a_v為碰撞波形，d_v為車輛位移，M為整車質(zhì)量，i為車輛前端吸能總空間沿車輛的橫向分解的個數(shù)，j為車輛前端吸能總空間沿車輛的垂向分解的個數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的協(xié)同正面碰撞多工況的汽車前端結(jié)構(gòu)能量管理方法，其特征在于，在所述步驟二中，對所述前端結(jié)構(gòu)三維解析模型進(jìn)行求解之前，還包括：

基于MPDB工況，將壁障在橫向和垂向劃分為與車輛前端的吸能子空間相對應(yīng)的多個區(qū)域，將所述多個區(qū)域分別簡化為彈簧；并根據(jù)機(jī)械原理將壁障和車輛的碰撞模型簡化為等效單自由度模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的協(xié)同正面碰撞多工況的汽車前端結(jié)構(gòu)能量管理方法，其特征在于，在所述步驟二中，乘員負(fù)載指數(shù)通過如下公式進(jìn)行計算：

式中，OLC表示乘員負(fù)載指數(shù)，t₁為乘員運動階段向前移動65mm的時間，t₂為乘員約束階段向前移動235mm時的時間，v_B(t)為壁障的速度，v₀為壁障初速度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的協(xié)同正面碰撞多工況的汽車前端結(jié)構(gòu)能量管理方法，其特征在于，在所述步驟二中，兼容性罰分的計算公式為：

當(dāng)OLC25g時，M_compat＝-2·h-M_BO；

當(dāng)25g≤OLC≤40g時，

M_compat＝-2·OLC/15+10/3-h·((4·OLC/10-8)-(2·OLC/15-10/3))-M_BO；

當(dāng)OLC40g時，M_compat＝-2-6·h-M_BO；

式中，h為均勻系數(shù)，M_BO為觸底罰分。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的協(xié)同正面碰撞多工況的汽車前端結(jié)構(gòu)能量管理方法，其特征在于，所述均勻系數(shù)，根據(jù)壁障的均勻性指標(biāo)確定；其中：

當(dāng)SD50時，h＝0；

當(dāng)50≤SD≤150時，h＝(SD-50)/100；

當(dāng)SD≥150時，h＝100％；

式中，SD為壁障的均勻性指標(biāo)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的協(xié)同正面碰撞多工況的汽車前端結(jié)構(gòu)能量管理方法，其特征在于，所述壁障均勻性指標(biāo)的計算公式為：

式中，SD為壁障的均勻性指標(biāo)，d_Bij為壁障每個子空間的位移，為壁障位移均值，m為吸能子空間的個數(shù)。