[发明专利]一种汽车碰撞模型简化方法及对其碰撞性能的开发方法

说明书

本发明提供了一种汽车碰撞模型简化方法，其包括：建立整车有限元模型，选取B柱后(除轮胎外)的单元作为不变形区单元；计算不变形区单元的属性参数，根据属性参数将不变形区单元替换为集中质量点，并赋予集中质量点同样的属性参数；连接集中质量点与整车有限元模型上对应不变形区单元周向边沿的替换断面，用集中质量点替换不变形不变形区单元，将集中质量点与周向边沿的替换断面、后轮胎进行连接，从而获得碰撞有限单元模型。本发明仅对模型后部不变形区域做简化处理，确保简化前后的集中质量点在重力作用下，质心、质量、惯性保持一致，并通过增大时间步长，实现在不减少精度的前提下提升计算效率，缩短汽车碰撞性能的开发周期。

技术领域

本发明涉及汽车碰撞技术领域，尤其涉及一种汽车碰撞模型简化方法及对其碰撞性能的开发方法。

背景技术

汽车碰撞安全领域为汽车发展的一个重要领域，而碰撞安全仿真优化是研究汽车碰撞安全的重要技术手段，虽然该技术目前对减少碰撞性能开发周期非常有效，然而其仍然存在正面碰撞车有限元模型计算单元多，耗费时间长的问题；为解决上述问题，有业者采用梁模型替代有限元模型进行计算，该方式虽然计算效率高，但是精度与原有限元模型存在较大差异。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能够在提高计算效率的同时保证计算精度的汽车碰撞模型简化方法及对其碰撞性能的开发方法。

本发明提供了一种汽车碰撞模型简化方法，包括：

建立整车有限元模型，选取B柱后(除轮胎外)的单元作为不变形区单元；

计算所述不变形区单元的属性参数，根据所述属性参数将所述不变形区单元替换为集中质量点，并赋予集中质量点同样的属性参数；

连接集中质量点与整车有限元模型上对应不变形区单元周向边沿的替换断面，用集中质量点替换不变形区单元，将集中质量点与周向边沿的替换断面、后轮胎进行连接，从而获得简化后的碰撞有限单元模型。

一实施例中，所述集中质量点通过刚性单元连接所述替换断面。

一实施例中，所述替换断面包括整车B柱后的断面。

一实施例中，所述不变形区单元包括整车有限元模型中除轮胎外的B柱后方的所有单元。

一实施例中，所述属性参数包括质心坐标、质量和惯性，所述集中质量点位于所述质心坐标处。

本发明提供了一种利用以上所述的汽车碰撞模型简化方法进行碰撞性能开发的方法，包括：

测出所述整车有限元模型的加速度、时间、位移、变形能量的具体数值，绘制输出所述整车有限元模型的加速度-时间曲线、加速度-位移曲线和能量-位移曲线；

测出所述碰撞有限单元模型的单侧B柱的加速度、时间、位移、变形能量的具体数值，绘制输出所述碰撞有限单元模型的单侧B柱的加速度-时间曲线、加速度-位移曲线和能量-位移曲线；

根据整车碰撞有限元模型与碰撞有限单元模型的单侧B柱的加速度-时间曲线、加速度-位移曲线和能量-位移曲线，验证所述碰撞有限单元模型的简化合理性。

一实施例中，在计算并输出整车碰撞有限元模型与碰撞有限单元模型的单侧B柱的加速度-时间曲线、加速度-位移曲线和能量-位移曲线的步骤中，利用增大的计算时间步长进行计算。

一实施例中，在根据所述整车碰撞有限元模型与所述碰撞有限单元模型的单侧B柱的加速度-时间曲线、加速度-位移曲线和能量-位移曲线验证所述碰撞有限单元模型的简化合理性之后还包括：

根据验证模型简化合理性的验证结果，通过正面碰撞有限单元模型进行碰撞性能开发，确定出碰撞性能最优开发方案。