一种锁止锁舌建模方法技术

本发明专利技术涉及一种锁止锁舌建模方法

【技术实现步骤摘要】
一种锁止锁舌建模方法、建模设备及可读存储介质


[0001]本专利技术涉及汽车辅助工程
，尤其涉及一种锁止锁舌建模方法
、
建模设备及可读存储介质
。

技术介绍

[0002]伴随着汽车工业的高速发展，汽车安全性已成评价汽车的最重要性能指标之一
。
尤其是车辆乘员碰撞安全保护技术已成为国内外汽车市场的产品核心竞争技术和市场达标准入技术
。
为了提高车辆的安全性能，主机厂都在使用汽车计算机辅助工程领域的方法
。
[0003]随着技术的进步，消费者对车辆碰撞安全性的要求也愈发严苛，越来越重视各种测试对车辆的安全性能评级
。
为此，主机厂在车辆中开始使用一些新式的安全装备，来提高车辆的乘员保护水平
。
相应的，对应于新的安全装备，应该开发对应的仿真方法，且具备高的仿真精度，以便能够在仿真中精确的反映产品性能，做到精确预测，减少甚至取代实验
。
[0004]众多新的安全装备中，能够在正面碰撞工况中限制假人前移
、
降低假人胸部载荷的锁止锁舌就是其中之一
。
相比于普通锁舌，在假人前移，安全带从胸部向腹部滑动发生时，锁止锁舌有更大的锁止力，从而能够更好的限制假人臀部的运动，降低安全带作用在胸部的压力，从而降低了假人的胸部压缩量
。
[0005]相比于普通锁舌，锁止锁舌需要增加更复杂的结构，以实现其相对于普通锁舌更大的锁止力
。
不同的安全带生产厂商设计了多种形式的锁止锁舌，具有不同的锁止机构锁止原理，且对应的锁止力也不相同
。
[0006]仿真中是否能够实现锁止锁舌的模拟，以及复现的精度，直接关系到乘员安全仿真的精度
。
目前在乘员安全仿真模型中建立详细锁止锁舌机构的仿真方法有以下两方面的困难：
[0007]1、
锁止锁舌的数模为锁舌供应商保密数据，无法取得；同样由于保密的原因，机构内部弹簧回位机构的属性，以及其他部件的材料性能也都无法取得
。
[0008]2、
目前的乘员保护模型，采用显示积分算法
。
该方法要求在任何一个计算时间步长内，应力波不能跨过模型中的任一单元
。
因此，模型允许的时间步长等于最小单元的特征长度除以声速
。
应力波的传播速度跟很多因素有关，最理想化的估算，应力波的速度等于杨氏弹性模量与密度的比值再开根号
。
以普通钢材为例，其弹性模量大约为
200GPa
，密度大约为每立方米
7.8
吨
。
可以计算出应力波在钢材中的传播速度大约为
5000
米每秒
。
当模型中的单元小于设定的计算时间步长时，为保证计算能够进行，就需要在这些小尺寸单元上增加质量，降低波速
。
为保证计算效率，当前乘员保护模型的时间步长为
0.0005ms
，此时，如果要保证无质量增加，钢材的单元尺寸应大于
2.5mm。
起增大摩擦力作用的实体金属钢材，截面尺寸只有
2mm
左右，而且是变截面，因此只能采用实体单元建模
。
为保证精度，至少要划分3层，也就是单元的最大长度为
0.7mm
左右
。
根据理论公式计算可知，部件质量需要增加
12
倍以上，才能保证计算进行，远远大于算法所要求3％
。
此种情况下，计算结果不可信
。
[0009]由于以上两点的限制，无法通过在乘员保护仿真模型中直接建立真实的锁止锁舌
机构来完成精确的仿真预测
。

技术实现思路

[0010]针对现有技术的上述问题，本专利技术提出了一种锁止锁舌建模方法
、
建模设备及可读存储介质，用于建立锁止锁舌模型，从而能正确复现锁止锁舌的锁止力
。
[0011]具体地，本专利技术提出了一种锁止锁舌建模方法，包括如下步骤：
[0012]S1
，搭建普通锁舌的模型并进行网格细化；
[0013]S2
，在所述模型上增加模拟锁止机构以生成锁止锁舌，所述锁止机构包括锁止单元和阻力单元；
[0014]S3
，在所述模型中增加刚体定义及刚体转换控制逻辑；
[0015]定义第一刚体
、
第二刚体和第三刚体，所述第一刚体包含所述普通锁舌
、
锁止单元和阻力单元，所述第二刚体仅包含所述普通锁舌，所述第三刚体仅包含所述锁止单元；
[0016]S4
，在所述模型中导入安全带单元，定义所述安全带单元与普通锁舌的接触关系，以及所述安全带单元与锁止单元的粘接连接关系，并建立所述接触关系和粘接连接关系的关系转换控制逻辑；
[0017]S5
，实施锁止锁舌的静态拉伸试验，获得锁止力
‑
滑移量曲线，并设置为所述模型中的阻力单元的刚度曲线；
[0018]S6
，在所述模型中的锁止单元两侧的安全带单元中各建立一个力传感器单元用以激活所述锁止机构，并建立所述力传感器单元与所述刚体转换控制逻辑及关系转换控制逻辑相互关联；
[0019]S7
，搭建台车模型，验证所述模型
。
[0020]根据本专利技术的一个实施例，在步骤
S1
中，对所述普通锁舌表面进行壳单元网格划分，网格基础尺寸为
a
，对所述普通锁舌与安全带单元的接触部分进行网格细化，对应的网格基础尺寸为
b
，
a>b
；所述普通锁舌的材料属性设置为钢材
。
[0021]根据本专利技术的一个实施例，在步骤
S2
中，所述锁止单元位于所述普通锁舌中心，与所述普通锁舌表面无干涉，所述锁止单元的网格基础尺寸为
c
，所述锁止单元的材料属性设置为钢材，厚度设置为
d
，在所述锁止单元的中心处建立所述阻力单元，所述阻力单元的下端通过网格共节点连接所述普通锁舌的边缘，所述阻力单元的上端通过网格共节点连接所述锁止单元的边缘
。
[0022]根据本专利技术的一个实施例，在步骤
S3
中，所述刚体转换控制逻辑为：
[0023]在普通锁舌状态下，所述第一刚体处于激活状态，所述第二刚体和第三刚体处于非激活状态；
[0024]在锁止机构被激活状态下，所述第一刚体切换为非激活状态，所述第二刚体和第三刚体切换为激活状态，所述第二刚体和第三刚体之间通过阻力单元连接
。
[0025]根据本专利技术的一个实施例，所述阻力单元通过所述刚度曲线来模拟所述锁止机构的锁止力
。
[0026]根据本专利技术的一个实施例，在步骤
S4
中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种锁止锁舌建模方法，包括如下步骤：
S1
，搭建普通锁舌的模型并进行网格细化；
S2
，在所述模型上增加模拟锁止机构以生成锁止锁舌，所述锁止机构包括锁止单元和阻力单元；
S3
，在所述模型中增加刚体定义及刚体转换控制逻辑；定义第一刚体
、
第二刚体和第三刚体，所述第一刚体包含所述普通锁舌
、
锁止单元和阻力单元，所述第二刚体仅包含所述普通锁舌，所述第三刚体仅包含所述锁止单元；
S4
，在所述模型中导入安全带单元，定义所述安全带单元与普通锁舌的接触关系，以及所述安全带单元与锁止单元的粘接连接关系，并建立所述接触关系和粘接连接关系的关系转换控制逻辑；
S5
，实施锁止锁舌的静态拉伸试验，获得锁止力
‑
滑移量曲线，并设置为所述模型中的阻力单元的刚度曲线；
S6
，在所述模型中的锁止单元两侧的安全带单元中各建立一个力传感器单元用以激活所述锁止机构，并建立所述力传感器单元与所述刚体转换控制逻辑及关系转换控制逻辑相互关联；
S7
，搭建台车模型，验证所述模型
。2.
如权利要求1所述的锁止锁舌建模方法，其特征在于，在步骤
S1
中，对所述普通锁舌表面进行壳单元网格划分，网格基础尺寸为
a
，对所述普通锁舌与安全带单元的接触部分进行网格细化，对应的网格基础尺寸为
b
，
a>b
；所述普通锁舌的材料属性设置为钢材
。3.
如权利要求1所述的锁止锁舌建模方法，其特征在于，在步骤
S2
中，所述锁止单元位于所述普通锁舌中心，与所述普通锁舌表面无干涉，所述锁止单元的网格基础尺寸为
c
，所述锁止单元的材料属性设置为钢材，厚度设置为
d
，在所述锁止单元的中心处建立所述阻力单元，所述阻力单元的下端通过网格共节点连接所述普通锁舌的边缘，所述阻力单元的上端通过网格共节点连接所述锁止单元的边缘
。4.
如权利要求1所述的锁止锁舌建模方法，其特征在于，在步骤
S3

【专利技术属性】
技术研发人员：孙其强，刘国操，刘亚奇，乔淑平，
申请(专利权)人：上汽大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：