汽车正面碰撞波形参数化评价方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车正面碰撞波形参数化评价方法，为克服目前汽车碰撞开发时采用传统的CAE法和试验法对碰撞波形进行评价时消耗大量计算安全性修改时间和费用的问题。其步骤：1)碰撞波形特征参数的定义：碰撞波形特征参数包括碰撞波形直接参数和等效双台阶波特征参数：(1)碰撞波形直接参数包括碰撞波形峰值Amax、回弹时刻tE及最大动态压溃量Dmax，(2)等效双台阶波特征参数包括第二台阶的高度G2与阶梯比i；2)乘员伤害评价指标的定义：汽车正面碰撞中乘员的头部和胸部是最容易受伤的部位，本技术方案中定义头胸部综合伤害概率Pcombined作为评价汽车碰撞时乘员伤害评价指标；3)碰撞波形参数化评价方法的建立。

【技术实现步骤摘要】
汽车正面碰撞波形参数化评价方法
本专利技术涉及汽车碰撞安全领域的一种评价方法，更确切地说，本专利技术涉及一种汽车正面碰撞波形参数化评价方法。
技术介绍
汽车碰撞安全性是指汽车在发生交通事故时能够有效地保护车内乘员或车外行人免受伤害或尽量降低伤害程度的性能。为了提高汽车的碰撞安全性，必须合理设计车体结构使其具有良好的抗撞性以便在发生碰撞时能产生合理的变形并充分吸收碰撞能量，同时与约束系统良好匹配，将乘员伤害降到最低。正面碰撞波形是汽车在正面碰撞时采集到的驾驶员侧B柱下端的减速度(加速度)-时间历程，可以通过碰撞试验或计算机仿真获得。正面碰撞波形是汽车碰撞中重要且容易获得的响应特征，其不仅可以用来衡量汽车碰撞的剧烈程度，而且与乘员伤害密切相关，是汽车抗撞性设计的重要内容，因此对汽车抗撞性的评价往往基于碰撞波形开展。目前在汽车抗撞性开发过程中，通常是在车体结构设计完毕之后，利用CAE或试验方法将碰撞波形作为约束系统的输入，通过输出乘员伤害水平来评价碰撞波形的优劣，若乘员伤害太高则需要反复修改车体结构，重复建模和仿真过程，直到乘员伤害得到改善，整个过程不仅工作量大，而且耗费大量财力和物力。因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车正面碰撞波形参数化评价方法，其特征在于，所述的汽车正面碰撞波形参数化评价方法的步骤如下：1)碰撞波形特征参数的定义：所述的碰撞波形特征参数包括直接从碰撞波形上提取到的碰撞波形直接参数和从等效波形上提取到的等效双台阶波特征参数；(1)所述的碰撞波形直接参数包括碰撞波形峰值Amax、回弹时刻tE以及最大动态压溃量Dmax，三个参数的单位依次为m/s

【技术特征摘要】
1.一种汽车正面碰撞波形参数化评价方法，其特征在于，所述的汽车正面碰撞波形参数化评价方法的步骤如下：1)碰撞波形特征参数的定义：所述的碰撞波形特征参数包括直接从碰撞波形上提取到的碰撞波形直接参数和从等效波形上提取到的等效双台阶波特征参数；(1)所述的碰撞波形直接参数包括碰撞波形峰值Amax、回弹时刻tE以及最大动态压溃量Dmax，三个参数的单位依次为m/s2、s和m；(2)所述的等效双台阶波特征参数包括第二台阶的高度G2和阶梯比i；等效波形特征参数示意图中的两个台阶的高度依次为G1和G2，G2和G2的单位为m/s2；阶梯比i为G1和G2之比，即i＝G1/G2，i无单位；2)乘员伤害评价指标的定义：汽车正面碰撞中乘员的头部和胸部是最容易受伤的部位，本技术方案中定义头胸部综合伤害概率Pcombined来作为评价汽车碰撞过程中乘员伤害评价指标；3)碰撞波形参数化评价方法的建立。2.按照权利要求1所述的汽车正面碰撞波形参数化评价方法，其特征在于，所述的碰撞波形峰值Amax就是加速度-时间曲线上的加速度最大值；所述的回弹时刻tE是由加速度-时间曲线经过一重积分得到的速度-时间曲线上的车辆速度减为0的时刻；所述的最大动态压溃量Dmax即由加速度-时间曲线经过二重积分得到的位移-时间曲线上的最大位移值。3.按照权利要求1所述的汽车正面碰撞波形参数化评价方法，其特征在于，所述的头胸部综合伤害概率Pcombined是表示乘员头部和胸部的伤害程度的一个综合指标：Pcombined＝Phead+Pchest-(Phead·Pchest)(1)式中：Pcombined为头胸部综合伤害概率；Phead为头部伤害概率；Pchest为胸部伤害概率；头部伤害概率Phead由正面碰撞CAE仿真或试验直接测得的乘员头部HIC15值求出：Phead＝[1+exp(5.02-0.00351HIC15)]-1(2)式中：HIC15为头部损伤值，无单位；胸部伤害概率Pchest由正面碰撞CAE仿真或试验直接测得的胸部加速度Achest值求出：Pchest＝[1+exp(5.55-0.0693Achest)]-1(3)式中：Achest为胸部加速度，单位为g。4.按照权利要求1所述的汽车正面碰撞波形参数化评价方法，其特征在于，所述的碰撞波形参数化评价方法的建立的步骤如下：1)样本车型碰撞波形特征参数和乘员伤害评价指标的提取：(1)本技术方案选取美国高速公路安全管理局在2011-2014年公布的42款获得3星级以上轿车的正面56km/h碰撞试验结果作为基础数据；(2)按照本技术方案中的碰撞波形特征参数的定义步骤和乘员伤害评价指标的定义步骤分别提取出这42款车型的碰撞波形特征参数即碰撞波形峰值Amax、回弹时刻tE、最大动态压溃量Dmax、第二台阶的高度G2、阶梯比i和头胸部综合伤害概率Pcombined，求出各个参数的最大值、最小值和均值，如表2所示；表2碰撞波形特征参数和乘员伤害评价指标统计2)乘员伤害评价指标与碰撞波形特征参数线性回归方程的建立；3)碰撞波形综合评价指数的建立。5.按照权利要求4所述的汽车正面碰撞波形参数化评价方法，其特征在于，所述的乘员伤害评价指标与碰撞波形特征参数线性回归方程的建立是指：本技术方案利用一元线性回归分别拟合得到头胸部综合伤害概率Pcombined与各个波形参数即碰撞波形峰值Amax、回弹时刻tE、最大动态压溃量Dmax、第二台阶的高度G2与阶梯比i之间的回归方程，如表3所示：表3乘员伤害概率与各个波形参数之间的回归方程波形参数一元线性回归方程决定系数R2AmaxPcombiend＝0.0002Amax+0.01490.309DmaxPcombiend＝-0.2Dmax+0.23440.117tEPcombiend＝-3.1961tE+0.31690.358G2Pcombiend＝0.0004G2-0.03810.543iPcom...

【专利技术属性】
技术研发人员：武栎楠，张君媛，王丹琦，张召，李婧锡，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22