[发明专利]碰撞有限元假人皮肤件的仿真建模方法有效
申请号: | 202210855573.7 | 申请日: | 2022-07-21 |
公开(公告)号: | CN114970288B | 公开(公告)日: | 2022-10-14 |
发明(设计)人: | 刘志新;马健胜;段丙旭;刘伟东;乔胜华;郭树文 | 申请(专利权)人: | 中汽研汽车检验中心(天津)有限公司;中国汽车技术研究中心有限公司 |
主分类号: | G06F30/23 | 分类号: | G06F30/23;G06F30/10;G06T17/20 |
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地址: | 300300 天津市*** | 国省代码: | 天津;12 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 碰撞 有限元 假人 皮肤 仿真 建模 方法 | ||
本发明实施例公开了一种碰撞有限元假人皮肤件的仿真建模方法,包括:建立假人模型皮肤件的体单元层;在所述体单元层的外表面建立壳单元层;在所述皮肤件碰撞区域的壳单元层外表面,采用与壳单元共节点的方式建立梁单元层;根据所述碰撞区域的壳单元和梁单元,设置所述假人模型与外部部件的接触;将最终的假人模型加入车辆模型进行仿真计算,提取所述假人模型各部位的伤害值仿真曲线。本实施例提高了接触计算的稳健性。
技术领域
本发明实施例涉及有限元假人仿真建模领域,尤其涉及一种碰撞有限元假人皮肤件的仿真建模方法。
背景技术
整车碰撞试验是评估车辆被动安全的一种重要手段,通过碰撞试验中假人的伤害值来定量表现车辆对乘员的保护性能。由于整车碰撞试验周期长、经费高,通常采用有限元假人模型和车辆模型,对车辆耐撞性和乘员约束系统的性能进行仿真模拟。
在现有的车辆模型中,当假人皮肤或车内软饰在碰撞中出现扭曲变形时,会出现有限元单元内部边缘之间的接触。而大多数仿真计算中检测不到内部边缘的接触,从而无法模拟真实的接触情况,导致发生网格穿透等而终止仿真计算,如图1(a)中的圆圈部分所示。
发明内容
本发明实施例提供一种碰撞有限元假人皮肤件的仿真建模方法。
第一方面,本发明实施例提供了一种碰撞有限元假人皮肤件的仿真建模方法,包括:
建立假人模型皮肤件的体单元层;
在所述体单元层的外表面建立壳单元层;
在所述皮肤件碰撞区域的壳单元层外表面,采用与壳单元共节点的方式建立梁单元层;
根据所述碰撞区域的壳单元和梁单元,设置所述假人模型与外部部件的接触;
将最终的假人模型加入车辆模型进行仿真计算,提取所述假人模型各部位的伤害值仿真曲线。
第二方面,本发明实施例还提供了一种电子设备,所述电子设备包括:
一个或多个处理器;
存储器,用于存储一个或多个程序,
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现任一实施例所述的碰撞有限元假人皮肤件的仿真建模方法。
第三方面,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现任一实施例所述的碰撞有限元假人皮肤件的仿真建模方法。
本发明实施例在保证皮肤件仿计算精度和运算效率的基础上,提出一种新的皮肤件建模方式,搭建了碰撞假人皮肤件的有限元模型。该模型采用体单元、壳单元和梁单元三层级单元耦合的建模方式,提高了皮肤件模型与安全带模型或其他内饰件模型接触计算的稳健性,能够更好地模拟假人皮肤件在碰撞过程中与其他部件接触的真实情况,特别是改善了模型部件之间边和边接触计算的稳定性,有效避免负体积报错的产生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1(a)和图1(b)为分别本发明实施例提供的存在网格穿透现象和不存在网格穿透现象的对比图。
图2为本发明实施例提供的一种碰撞有限元假人皮肤件的仿真建模方法的流程图。
图3(a)和图3(b)分别为本发明实施例提供的假人胸部皮肤件的乙烯基表皮及内部聚氨酯填充泡沫的等轴测视图和剖面图。
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