[发明专利]一种汽车侧碰测试假人胸部结构快速建模方法

摘要

本发明涉及一种汽车侧碰测试假人胸部结构快速建模方法，属于汽车碰撞安全领域。包括1、构建胸部外轮廓简化模型。利用医学影像技术及人体胸部软组织特性，建立胸部外轮廓近似几何模型。2、在上述几何模型基础上，根据汽车侧碰工况，利用力学等效思想对人体胸部脊柱、肋骨、胸腔内部组织结构进行等效近似处理。3、对以上结构进行有限元网格剖分与材料属性赋值，生成侧碰工况下乘员胸部初始有限元模型。4、建立乘员胸部侧碰结构优化代理模型，最终构建汽车侧碰测试假人胸部结构快速建模模型。此方法建立的假人胸部结构快速建模模型提升计算效率3倍以上，为汽车安全概念设计阶段建模及汽车被动安全性能分析提供快速有效参考及数据支撑。

主权项

一种汽车侧碰测试假人胸部结构快速建模方法，其特征在于：包括：(1)、构建胸部外轮廓简化模型；利用医学影像技术，鉴于人体胸部两侧软组织力学特性，选用弹性材料建立只有一层皮肤结构的胸部外轮廓近似几何模型，不考虑肌肉结构对碰撞响应的影响。(2)、构建胸部内部结构等效化模型；在上述几何模型基础上，根据汽车侧碰工况，利用结构力学等效思想对人体胸部内脊柱、肋骨、胸腔内部组织结构进行等效近似处理：用等截面的中空矩形钢板描述脊柱。在胸部侧面冲击方向上，用一根等截面的曲梁等效简化胸部肋骨结构，曲梁结构关于脊柱左右对称分布，后端开口与脊柱相连。用集中质量块等效简化胸腔内部组织结构，质量块与曲梁、质量块与钢板之间建立弹簧连接，模拟胸腔内部阻尼特性。(3)、生成侧碰工况下乘员胸部初始有限元模型；运用CAE分析软件，对以上结构进行有限元网格剖分与材料属性赋值，确定边界条件，生成侧碰工况下乘员胸部初始有限元模型。(4)、优化设计乘员胸部初始有限元模型；(4.1)、以假人侧碰标定试验为分析工况，搭建胸部初始模型优化分析平台；(4.2)、基于响应面法，以假人侧碰标定试验为约束条件，以曲梁、弹簧结构参数为设计变量，以假人胸部标定试验中肋骨位移法规指标为优化目标，建立乘员胸部侧碰结构优化代理模型；(4.3)、求解以上多目标优化问题，生成汽车侧碰测试假人胸部结构快速建模模型。