[发明专利]基于集中参数化模型的汽车正面碰撞概念设计方法

摘要

本发明涉及一种基于集中参数化模型的汽车正面碰撞概念设计方法，属于汽车车身设计领域。通过建立汽车的集中参数化模型（LumpedParameterModel，以下简称LPM）来进行汽车正面碰撞概念设计的简化分析方法，用于汽车的概念设计阶段的抗撞性能评估，并调整车身轴向抗撞性刚度分布。在概念设计阶段建立整车的多自由度LPM，通过将分段线性的力-位移关系曲线赋值给LPM中的弹簧单元，实现LPM轴向碰撞刚度的定义。本发明可很好地满足汽车概念设计阶段中对车身抗撞性能分析的需求，并能够辅助设计人员快速建立汽车概念设计的LPM，从而实现了对初步设计方案的性能快速评估和修改，缩短了设计周期。

主权项

一种基于集中参数化模型的汽车正面碰撞概念设计方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤1：设计人员对概念设计阶段的汽车结构进行总体设计，确定汽车的主要参数和结构，如车身长度、宽度、高度及整车质量等；步骤2：设计人员根据汽车正面碰撞安全性实际设计问题的需要，确定LPM的规模，即模型的自由度数，也就是整车LPM中质量块的个数；步骤3：根据以上信息，对整车系统进行集成和简化，将其抽象为集中参数化模型LPM，其中，包括将吸能子系统或部件简化为弹‑塑性的弹簧单元，将在碰撞过程中不发生大变形或不承担吸能任务的大质量结构，简化为刚性的质量块单元；步骤4：根据目标车型的总布置情况及设计目标，确定整车LPM中各弹簧单元及质量块的设计参数，包括弹簧长度、质量块边长及质量块质量；步骤5：根据概念设计方案中预期要达到的抗撞性目标，设计整车LPM中各弹簧的刚度情况，实现方式为首先根据设计经验及设计要求，对代表各弹簧刚度的分段线性的力‑位移关系曲线进行设计定义，然后将代表各弹簧刚度的分段线性的力‑位移关系曲线赋值给弹‑塑性的弹簧材料；步骤6：将建立好的整车LPM导入通用的商业软件中进行正面碰撞仿真分析，得到整车LPM的结果信息包括：碰撞力、能量和速度在时域内的曲线，据此判断整车LPM的碰撞响应是否满足预定义的正面碰撞安全性设计要求，如不满足，则在设计允许范围内修改LPM中的设计参数，包括弹簧长度、质量块质量及弹簧的刚度，直至满足设计要求，概念设计阶段结束，在此基础上开展汽车结构的详细设计。