[發明專利]一種評價車輛前部構件對乘員艙碰撞響應貢獻的方法

有效

• 申請號: 202111115681.2
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN114001974B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 朱海濤;楊佳璘;劉磊;張斌;黃志剛
• 申請（專利權）人: 中汽研汽車檢驗中心（天津）有限公司;中國汽車技術研究中心有限公司
• 主分類號: G01M17/007
• 分類號: G01M17/007;G01M7/08
• 代理公司: 天津企興智財知識產權代理有限公司 12226
• 代理人: 石倩倩

1.一種評價車輛前部構件對乘員艙碰撞響應貢獻的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)對車輛進行測力墻碰撞試驗，采集車輛B柱加速度及測力墻單元的碰撞力；

(2)對加速度進行多元積分，得到乘員艙速度及位移；

(3)根據車輛前端各部件載荷路徑與測力墻單元的對應位置關系對測力墻單元的碰撞力數據進行劃區處理，得到總體碰撞力和各部件載荷路徑碰撞力；

(4)進行碰撞過程中乘員艙運動質量計算與驗證，根據乘員艙運動質量，計算各部件載荷路徑減速度分量；

(5)計算各部件載荷路徑速度，計算各部件載荷路徑對乘員艙減速度的貢獻值，

步驟(4)中乘員艙運動質量的計算方法如下：

根據車輛B柱加速度進行一次積分得到乘員艙速度，確定乘員艙碰撞反彈時刻T_r，計算T_r時間內車輛前端各部件所做功最大值E_max，根據E_max計算乘員艙的運動質量，

步驟(4)中各部件載荷路徑減速度分量的計算方法如下：

根據各部件載荷路徑碰撞力除以乘員艙的運動質量計算各部件載荷路徑減速度分量，將各部件載荷路徑減速度分量加和得到等效減速度，將等效減速度積分得到乘員艙計算等效速度，將乘員艙計算等效速度與步驟(2)中的速度對比，確定是否遺漏加載路徑，

步驟(5)的具體操作方法如下：

假定車輛初始速度為V₀，部件i(1，…，n)的質量、載荷路徑速度和內能分別為m_i、v_i和U_i，乘員艙的運動質量、位移、速度和內能分別為M、X、V和U，在乘員艙(加載階段)達到最大位移前，乘員艙動能的變化表示如式8所示：

式8中E_i為部件i的機械能，將式8微分得到式9：

因此，乘員艙減速度如式10所示：

由于dX＝Vdt，由式10可以得到部件i對乘員艙減速度的貢獻A_i如式11所示：

部件對乘員艙減速度的貢獻也可表示為式12所示，其中χ_i為部件i的位移：

部件i碰撞力F_i由慣性力和變形力組成，如式13所示，可以用機械能E_i表示：

其中，為部件i的減速度，將式13代入式12，得到式14：

其中A_i為部件i的載荷路徑對乘員艙減速度貢獻值，F_i為部件i載荷路徑碰撞力，v_i為部件i的載荷路徑速度，由等效減速度積分得到，M為乘員艙的運動質量，V為乘員艙的速度，根據B柱加速度傳感器測得的加速度積分得到。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：車輛前端包括以下部件中的至少一個：發蓋、翼子板、前保橫梁、散熱器、吸能盒、前縱梁、動力總成、前支撐板、副車架及副車架連接件。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(4)中進行碰撞過程中乘員艙運動質量計算與驗證方法如下：

對車輛B柱加速度進行一次積分得到乘員艙速度，確定乘員艙碰撞反彈時刻T_r，

在碰撞開始至T_r的時間段內，如式1所示，計算車輛前端各部件所做功E：

E＝∫F_(t)·V????式1

其中F_(t)為t時刻車輛前端碰撞力，即步驟(3)中得到的總體碰撞力，V為乘員艙速度，如式2所示，得到在碰撞開始至T_r的時間段內車輛前端各部件所做功最大值E_max，

E_max＝MAX(∫F_(t)·V)????式2

根據式3計算乘員艙的運動質量M：

M＝V²(E_max-∫F_(t)·V)/2???式3

由此得到乘員艙的運動質量，

通過F_(t)/M來計算乘員艙運動加速度，其中F_(t)為t時刻車輛前端碰撞力，即總體碰撞力，根據乘員艙運動加速度積分得到乘員艙運動速度，將計算所得乘員艙運動速度為0時對應的時刻與由B柱測得的速度為0時對應的時刻相比較，當時間差在5ms以內時，則認為變化趨勢一致，當變化趨勢一致時，則認為運動質量正確。