一種cae行人保護(hù)頭部碰撞中包邊膠和膨脹膠材料的檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)動(dòng)車輛材料檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種CAE行人保護(hù)頭部碰撞中包邊膠和膨脹膠材料的檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年的交通事故導(dǎo)致有120萬(wàn)人死亡，其中65%的交通事故都是人車碰撞事故。在美國(guó)、歐洲和日本，行人在交通事故中的死亡占到總交通死亡人數(shù)的11 %?30%,在發(fā)展中國(guó)家，人車混行道路大量存在，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，行人交通事故率更高。我國(guó)的道路交通傷害死亡人數(shù)和死亡率居世界前列，公安部公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示，交通事故中弱勢(shì)群體傷亡的比率達(dá)到63%。
[0003]據(jù)IHRA(Internat1nal Harmonised Research Activities Committee)研究的數(shù)據(jù)表明，頭部在整個(gè)行人身體傷害區(qū)域中占到了 31.4%。在傷害指數(shù)AIS = 2-6的3305例中，與車輛直接碰撞有2790例，占到84%，其中頭部有824例。對(duì)于頭部的傷害來(lái)說，風(fēng)擋玻璃、發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋、翼子板和A柱是發(fā)生碰撞最多的區(qū)域。
[0004]對(duì)于最基本的行人保護(hù)技術(shù)，主要涉及車身吸能材料的應(yīng)用，如吸能保險(xiǎn)杠、軟性的引擎蓋材料、大燈及附件無(wú)銳角等。整個(gè)碰撞過程由高速攝像設(shè)備記錄下來(lái)以便慢速回放以再現(xiàn)，由電測(cè)量系統(tǒng)將布置在車內(nèi)的傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，將整理得到的結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，以考核被試車輛的碰撞性能。實(shí)際中，碰撞物理試驗(yàn)周期長(zhǎng)，費(fèi)用高，采集數(shù)據(jù)存在局限性。隨著數(shù)值仿真技術(shù)的發(fā)展，通過仿真手段在設(shè)計(jì)階段把握車輛的被動(dòng)安全性能已成為改善車輛被動(dòng)安全性的重要方法。
[0005]在行人保護(hù)建模過程中，設(shè)計(jì)部門一般無(wú)法提供包邊膠和膨脹膠材料試驗(yàn)曲線，要想得到工程上能夠使用的材料參數(shù)，只能憑借各種手段得到相關(guān)曲線，通常工程師對(duì)此比較困擾。傳統(tǒng)方法是使用ls-dyna軟件庫(kù)中的材料124號(hào)可壓縮塑性材料來(lái)模擬包邊膠和膨脹膠，這種模擬方法對(duì)高速碰撞帶來(lái)的影響也較小，但對(duì)行人保護(hù)頭部影響較大，存在以下兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):1、建模時(shí)無(wú)包邊膠和膨脹膠材料參數(shù)，頭部撞擊點(diǎn)區(qū)域靠近包邊膠和膨脹膠，影響頭部傷害值結(jié)果，進(jìn)而影響出口星級(jí)評(píng)定；2、高速碰撞分析計(jì)算容易不收斂，主要是能量曲線不守恒，需要花時(shí)間對(duì)結(jié)果進(jìn)行調(diào)試，以上給工程師帶來(lái)了很大的不便，同時(shí)增加了項(xiàng)目開發(fā)時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種CAE行人保護(hù)頭部碰撞中包邊膠和膨脹膠材料的檢測(cè)方法。
[0007]本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0008]—種CAE行人保護(hù)頭部碰撞中包邊膠和膨脹膠材料的檢測(cè)方法，它包括有發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋、白車身、保險(xiǎn)杠蒙皮、發(fā)動(dòng)機(jī)、散熱器、前風(fēng)擋玻璃的焊點(diǎn)數(shù)據(jù)單元及其保護(hù)焊數(shù)據(jù)單元，發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋包邊膠數(shù)據(jù)單元，發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋膨脹膠數(shù)據(jù)單元，其特征在于:所述發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋、白車身、保險(xiǎn)杠蒙皮、發(fā)動(dòng)機(jī)、散熱器、前風(fēng)擋玻璃的焊點(diǎn)數(shù)據(jù)單元，發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋、白車身、保險(xiǎn)杠蒙皮、發(fā)動(dòng)機(jī)、散熱器、前風(fēng)擋玻璃的保護(hù)焊數(shù)據(jù)單元，發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋包邊膠數(shù)據(jù)單元和發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋膨脹膠數(shù)據(jù)單元通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元輸入端相連接，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元的輸入端還連接有有限元網(wǎng)格模型；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元的輸出端依次通過vip2文件轉(zhuǎn)換單元，CAE模擬分析單元與CAE加速度曲線采集單元輸入端相連接；物理試驗(yàn)采集單元內(nèi)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)同樣經(jīng)有限元網(wǎng)格模型計(jì)算處理后與物理試驗(yàn)加速度曲線采集單元相連接，而獲得頭部加速度曲線；CAE加速度曲線采集單元及物理試驗(yàn)加速度曲線采集單元輸出端與對(duì)比單元相連接。
[0009]I)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋、白車身、保險(xiǎn)杠蒙皮、發(fā)動(dòng)機(jī)、散熱器、前風(fēng)擋玻璃的焊點(diǎn)數(shù)據(jù)單元:此單元由3D點(diǎn)及確認(rèn)焊接鈑金零件層數(shù)的CAD線組成；
[0010]2)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋、白車身、保險(xiǎn)杠蒙皮、發(fā)動(dòng)機(jī)、散熱器、前風(fēng)擋玻璃的保護(hù)焊數(shù)據(jù)單元:此單元由確認(rèn)保護(hù)焊長(zhǎng)度的CAD線組成；
[0011]3)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋包邊膠數(shù)據(jù)單元:此單元由確認(rèn)包邊膠寬度的CAD平面組成；
[0012]4)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋膨脹膠數(shù)據(jù)單元:此單元由確認(rèn)膨脹膠寬度的CAD平面組成；
[0013]5)本發(fā)明的數(shù)據(jù)收集單元:收集1)、2)、3)、4)單元的鈑金連接類型，給定至數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；
[0014]6)本發(fā)明的有限元網(wǎng)格模型:通過有限元前處理軟件ANSA將CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格模型；
[0015]7)本發(fā)明的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元:有限元前處理ANSA軟件將數(shù)據(jù)收集單元中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為軟件識(shí)別的connect1n格式，其中將焊點(diǎn)數(shù)據(jù)3D點(diǎn)轉(zhuǎn)換為spotweld，保護(hù)焊CAD線轉(zhuǎn)換為spotline，膠的CAD平面轉(zhuǎn)換為adhesive face，通過connect1n manager給定焊點(diǎn)的直徑、保護(hù)焊的間隔及膨脹膠的寬度。同時(shí)引入6)中的有限元網(wǎng)格模型，通過CAE行人保護(hù)模型里的連接信息采集單元采集得到焊點(diǎn)、保護(hù)焊、包邊膠和膨脹膠連接的零件編號(hào)；
[0016]8)本發(fā)明的vip2文件轉(zhuǎn)換單元:將行人保護(hù)模型的連接信息采集單元采集得到的零件編號(hào)存儲(chǔ)至vip2文件轉(zhuǎn)換單元中，作為碰撞分析的輸入；
[0017]9)本發(fā)明的CAE模擬分析單元:通過進(jìn)行有限元計(jì)算處理，獲得頭部加速度曲線。
[0018]10)本發(fā)明的物理試驗(yàn)采集單元:按照9)中的方法進(jìn)行物理試驗(yàn)，同樣獲得頭部加速度曲線。
[0019]11)本發(fā)明的對(duì)比單元:將9)和10)中2條加速度曲線導(dǎo)入至HyperGraph2D中進(jìn)行曲線的對(duì)比，反復(fù)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋包邊膠材料MAT1MAT_ELASTIC(1號(hào)彈性材料)的材料彈性模量，及發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋膨脹膠材料MAT124 MAT_PLASTICITY_C0MPRESS10N_TENS1N(124號(hào)可壓縮塑性材料)中的材料彈性模量、壓縮時(shí)和伸長(zhǎng)時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線，直到CAE加速度曲線與試驗(yàn)加速度曲線趨勢(shì)一致為止，其精度完全可以應(yīng)用在工程上。
[0020]通過對(duì)比可知本發(fā)明方法CAE得到的加速度與物理試驗(yàn)曲線趨勢(shì)一致，通用，確定了本發(fā)明方法的可靠性。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:1、所采用的材料參數(shù)簡(jiǎn)單，所使用ls-dyna軟件中的MAT1MAT_ELASTIC (I 號(hào)彈性材料)和 MAT124MAT_PLASTICITY_C0MPRESS10N_TENS10N(124 號(hào)可壓縮塑性材料)兩種材料，仿真與試驗(yàn)對(duì)標(biāo)精度工程上完全可以接受；2、計(jì)算收斂性較高，只要是包邊膠和膨脹膠均可通用，給工程師帶來(lái)了較大的便利，極大的縮短了項(xiàng)目周期。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的方框原理示意圖；
[0023]圖2為行人保護(hù)車型示意圖；
[0024]圖3為CAE與物理試驗(yàn)頭部加速度曲線對(duì)比示意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明試驗(yàn)驗(yàn)證操作的流程示意圖。
[0026]附圖標(biāo)記說明:I為發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋，2為發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋包邊膠，3為發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋膨脹膠，4為前風(fēng)擋玻璃，5為前保險(xiǎn)杠，6為翼子板，7為A柱，8為鉸鏈。
[0027]下面將結(jié)合附圖并通過實(shí)例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但下述實(shí)例僅僅是本發(fā)明的例子而已，并不代表本發(fā)明所限定的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【具體實(shí)施方式】
[0028]實(shí)施例1
[0029]以下結(jié)合圖1?4，通過【具體實(shí)施方式】詳細(xì)說明本發(fā)明的內(nèi)容:所述發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋、白車身、保險(xiǎn)杠蒙皮、發(fā)動(dòng)機(jī)、散熱器、前風(fēng)擋玻璃的焊點(diǎn)數(shù)據(jù)單元，發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋、白車身、保險(xiǎn)杠蒙皮、發(fā)動(dòng)機(jī)、散熱器、前風(fēng)擋玻璃的保護(hù)焊數(shù)據(jù)單元，發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋包邊膠數(shù)據(jù)單元和發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋膨脹膠數(shù)據(jù)單元通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元輸入端相連接，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元的輸入端還連接有有限元