一种汽车正面碰撞假人胸部结构快速参数化设计方法技术

本发明专利技术涉及一种汽车正面碰撞假人胸部结构快速参数化设计方法，属于汽车碰撞安全领域。包括：1、构建胸部结构简化模型。利用医学影像处理确定胸部几何轮廓，建立胸部表面结构的近似几何模型；在所述结构几何模型基础上，根据力学受力分析原理，对胸部内脊柱、胸骨、肋骨、胸腔内部组织结构进行等效近似处理。生成模拟假人胸部内部组织结构的基本有限元模型。2、基于标定试验准则，对简化模型结构优化设计。基于灵敏度分析方法，选取设计变量，优化得到假人胸部有限元快速参数化模型。本文设计方法可大量压缩结构单元；以标定试验验证了此乘员胸部有限元快速参数化模型的准确性及可靠性。为概念设计阶段建模提供快速有效参考。

A rapid parameterized design method for the chest structure of a car frontal crash

The invention relates to a rapid parameterized design method of a car frontal crash dummy chest structure, which belongs to the vehicle collision safety field. Including: 1. Build a simplified model of the chest structure. The use of medical imaging to determine the chest geometrical profile, an approximate geometric model based on chest surface structure; the geometric structure model, based on the analysis of principle of mechanical force on the chest in the spine, sternum, ribs, chest internal structure and equivalent approximation. The basic finite element model of the internal structure of the simulated manikin's chest is generated. 2. Based on the standard of calibration test, the simplified model structure is optimized. Based on the sensitivity analysis method, the design variables are selected and the fast parameterized model of the artificial chest finite element is optimized. In this paper, a large number of structural units can be compressed, and the accuracy and reliability of the rapid parameterized model of the crew's chest finite element is verified by the calibration test. It provides a quick and effective reference for the conceptual design phase modeling.

【技术实现步骤摘要】
一种汽车正面碰撞假人胸部结构快速参数化设计方法
本专利技术涉及一种汽车正面碰撞假人胸部结构快速参数化设计方法，属于汽车碰撞安全领域。
技术介绍
随着工业化水平的快速提高，汽车产业得到迅猛发展，汽车在给人们出行带来便利的同时，由其引发的频发性交通事故也在危害着人们的生命财产安全。根据相关事故统计，在交通事故中，人体胸腹部损伤的发生率位居所有汽车碰撞导致的乘员致命伤害和严重伤害中位居第二，发生率高达45％，仅次于颅脑损伤，是造成死亡与伤残的主要原因之一。最常见的胸部损伤类型是肋骨骨折，其次为肺部、心脏和肝脏损伤。根据简明创伤定级标准(abbreviatedinjuryscale，AIS)，胸部损伤在AIS1～2级中之占有比例12％，AIS3～6级中占有比例29％。在胸部损伤中，又以正碰损伤比例最大。胸部损伤研究模型主要有两类：第一类为多体模型，其核心是不考虑器官组成结构，把脊柱、皮肤、肋骨等结构视作一个刚体，通过各种铰链对各部件进行连接，最终输出的响应参数有运动系统的速度、加速度、位移、接触力等。另一类模型是基于人体解剖学的有限元模型，该方法采用柔性材料对肋骨、器官组织、皮肤等组织进行模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车正面碰撞假人胸部结构快速参数化设计方法，其特征在于，包括：(1)、构建胸部结构简化模型；(1.1)、利用医学影像处理确定胸部几何轮廓，将胸部皮肤、肌肉等软组织结构选用弹性材料(塑料注塑为一定厚度，成胸部外型)建立胸部表面结构的近似几何模型；(1.2)、在所述结构的近似几何模型基础上，根据力学受力分析原理，对胸部内脊柱、胸骨、肋骨、胸腔内部组织结构进行等效近似处理，建立胸部内部组织结构几何模型；(1.3)、生成模拟假人胸部表面结构和胸部内部组织结构的的基本有限元模型；(2)、对胸部结构简化模型进行结构优化设计；(2.1)、基于标定试验准则，搭建胸部简化模型优化设计分析工况；(2.2)、对...

【技术特征摘要】
1.一种汽车正面碰撞假人胸部结构快速参数化设计方法，其特征在于，包括：(1)、构建胸部结构简化模型；(1.1)、利用医学影像处理确定胸部几何轮廓，将胸部皮肤、肌肉等软组织结构选用弹性材料(塑料注塑为一定厚度，成胸部外型)建立胸部表面结构的近似几何模型；(1.2)、在所述结构的近似几何模型基础上，根据力学受力分析原理，对胸部内脊柱、胸骨、肋骨、胸腔内部组织结构进行等效近似处理，建立胸部内部组织结构几何模型；(1.3)、生成模拟假人胸部表面结构和胸部内部组织结构的的基本有限元模型；(2)、对胸部结构简化模型进行结构优化设计；(2.1)、基于标定试验准则，搭建胸部简化模型优化设计分析工况；(2.2)、对胸部结构的简化模型，设置材料属性；(2.3)、通过灵敏度分析，选取上述有限元结构中涉及的梁、弹簧、肋骨层间距为设计变量，以假人胸部标定试验中胸压、摆锤力、滞后率三个法规指标为优化目标，进行最优化设计，得到假人胸部有限元快速参数化模型。2.根据权利要求1所述的一种汽车正面碰撞假人胸部结构快速参数化设计方法，其特征在于：步骤(1.2)所述的对胸部内脊柱、胸骨、肋骨、胸腔内部组织结构进行等效近似处理包括：(2.1)、用等截面的中空矩形钢板描述脊柱；(2.2)、用连接在一起的两段直梁描述胸骨、用曲梁来描述肋骨；(2.3)、根据正碰标定工况，简化所有肋骨骨骼为只有三对胸部梁结构，胸部梁左右对称分布，前端与胸骨相连，后端与脊柱相连；(2.4)、胸腔内部组织结构质量集中为质量块；(2.5)、根据碰撞工况，分别在上下...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐涛，吉野辰萌，梁平，谢书港，闫磊，
申请(专利权)人：天津瑷睿赛福科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12