[发明专利]一种减少驾驶员大腿力载荷的支架设计系统及方法

说明书

本发明公开了一种减少驾驶员大腿力载荷的支架设计系统及方法，它包括改善目标分析模块、支架设计模块和支架验证模块；改善目标分析模块用于建立车身和前排假人所组成的仿真驾驶模型，根据改善要求对仿真驾驶模型进行仿真分析，确定仿真驾驶模型中需要改善受力的目标；支架设计模块用于根据需要改善受力的目标设计改善支架的布置位置、结构和尺寸；支架验证模块用于验证改善支架的布置位置、结构和尺寸是否满足改善要求。本发明所设计的改善支架可以使车辆有效通过Knee mapping试验通过，保障了驾驶员膝部的碰撞后的受力安全。以改善支架的结构为基础，具备适配膝部气囊的扩展性。在试验过程和真实场景中都可以实现对乘员的保护，同时避免了车辆的NVH问题。

技术领域

本发明涉及整车结构设计技术领域，具体地指一种减少驾驶员大腿力载荷的支架设计系统及方法。

背景技术

为了促进中国汽车产业的健康发展，加速国内汽车市场的全球化进程，中国汽车技术研究中心于2006年3月2日正式发布了首版中国新车评价规程。中国新车评价规程以更严格、更全面的要求，对车辆进行全方位安全性能测试，包括乘员保护、行人保护、主动安全等，从而给予了消费者更加系统、客观的车辆安全信息，促进汽车企业不断提升整车安全性能。

目前市场上有越来越多的车辆参与应对中国新车评价规程碰撞；并以此作为整车安全性的重要设计标准和衡量准绳。在中国新车评价规程2021版乘员保护的正碰试验中，基于在现实碰撞中对前排假人腿部受伤的考虑，在正面碰撞试验中新增了大腿膝部罚分项，该考核项目的目的在于评价前排乘员膝部可能撞击区域的安全风险。罚分项内容包括可变区域接触和集中力载荷两个方面。在评估区域内，若存在结构硬点可能导致膝部承受集中载荷，则对集中力载荷项罚1分；若存在可能导致膝部产生严重伤害的碰撞位置，则对可变区域接触修正项罚1分。车企可通过KNEE-MAPPING试验证明这些伤害风险点并不会造成严重伤害，从而消除该罚分，而通过KNEE-MAPPING试验消除罚分的前提条件之一为正碰和MPDB试验中，驾驶员和前排乘员大腿力载荷不大于3.8kN、膝位移不大于6mm。因此如何设计一种减少驾驶员侧大腿力载荷的支架使驾驶员的大腿所受载荷满足试验要求是目前面临的问题。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种可使驾驶员大腿所受载荷满足碰撞要求，降低驾驶员大腿伤害的支架设计系统及方法。

为实现此目的，本发明所设计的减少驾驶员大腿力载荷的支架设计系统，其特征在于：它包括改善目标分析模块、支架设计模块和支架验证模块；

所述改善目标分析模块用于建立车身和前排假人所组成的仿真驾驶模型，根据改善要求对所述仿真驾驶模型进行仿真分析，确定所述仿真驾驶模型中需要改善受力的目标；

所述支架设计模块用于根据所述需要改善受力的目标设计改善支架的布置位置、结构和尺寸；

所述支架验证模块用于验证所述改善支架的布置位置、结构和尺寸是否满足所述改善要求。

进一步的，所述改善目标分析模块包括模型建立模块和仿真分析模块；

所述模型建立模块用于建立所述车身和前排假人所组成的仿真驾驶模型；

所述仿真分析模块用于根据改善要求对所述仿真驾驶模型进行仿真分析，确定所述仿真驾驶模型中需要改善受力的目标。

进一步的，所述支架设计模块包括材料选择模块、位置设计模块、结构设计模块和尺寸确定模块；

所述材料选择模块用于从材料库中选择一种材料作为所述改善支架的制作材料；

所述位置设计模块用于根据所述需要改善受力的目标设计所述改善支架的布置位置；

所述结构设计模块用于根据所述改善支架的布置位置设计所述改善支架的结构，其包括所述改善支架的轮廓结构和设置于所述轮廓结构上、使所述改善支架满足改善要求的弱化结构；