【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车设计研发领域，具体地，涉及一种用于膝部保护的测试方法及系统。
技术介绍
1、在汽车发生碰撞事故中，乘员的膝盖极易受到伤害，为了保护乘员膝盖免受伤害，规定评估膝盖伤害程度的指标，即在正面碰撞试验中，以假人膝盖大腿力和膝盖滑移量来评判膝盖受伤害的程度。如在c-ncap测试中，在50km/h正面碰撞试验中进行评价，膝盖大腿力高性能限值为3.8kn，低性能限值为9.07kn，膝盖滑移量高性能限值为6mm，低性能限值为15mm，大腿部位总得分为2分。为了更进一步保护乘员膝盖免受伤害，在最新的2021版c-ncap测试中，新增规定若整车碰撞试验中大腿出现失分会导致knee-mapping主观评价项罚2分，严重影响正面碰撞得分。
2、为避免大腿出现失分现象，大部分企业是在项目开发阶段通过cae仿真模拟计算方法和滑台摸底试验验证进行匹配设计开发验证，当进行仿真模拟计算或滑台试验验证时，若膝部大腿力大于3.8kn或者膝部滑移量大于6mm，即大腿发生失分现象，则需要重新更改设计，如更改地毯面设计、增加脚部或膝部缓冲结构设计、更改仪表内饰造型或者提升安全配置(如膝部安全气囊、安全带预紧功能)等，继续进行仿真模拟计算验证或试验验证(此时相关结构数据已经基本冻结)，通过这样反复进行设计更改和验证，最终解决大腿损伤超标的问题。这样的做法问题在于项目早期没有进行设计考虑，因此在项目后期进行详细的仿真模拟碰撞计算和滑台摸底试验验证时，若膝部出现损伤超标的风险，则需要在项目后期重新更改设计，继续进行仿真模拟计算验证或试验验证，这样反
3、现有技术中针对膝部保护的设计，大都是针对项目后期内饰结构的优化设计或者增加膝部保护气囊等配置，很少有在项目早期平衡项目各模块属性需求对内饰造型进行正向指导设计。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种用于膝部保护的测试方法及测试系统在项目早期平衡项目各模块属性需求对仪表膝部造型cas面进行正向指导设计，避免实际碰撞过程中乘员膝部损伤超标的风险，降低了车型设计开发成本和车型开发周期。
2、为实现上述技术效果，本专利技术采用如下所述技术方案：
3、根据本专利技术的第一个方面，提供一种用于膝部保护的测试方法，包括以下步骤：
4、s1:地毯工程师结合布置舒适性要求，基于车身结构边界设计或修改地毯面；
5、s2:碰撞安全工程师结合安全膝部保护要求，根据地毯数据制作膝部安全限制面，具体包括以下步骤：s2.1:获取座椅设计r点坐标以及座椅调节行程，根据碰撞试验位置计算假人h点坐标，在cae软件中定位假人的具体位置；s2.2:将假人脚部紧贴合在歇脚斜面上，且确保脚跟点处于歇脚斜面起点位置；s2.3:从下往上，关闭脚部所有关节的6向平动和转动自由度，开启腿部以及膝部所有关节的6向平动和转动自由度，仅开启假人其他部位关节的x向平动自由度，将假人拖曳向前运动；s2.4:当假人向前x向运动距离达到膝部安全空间要求ld时，保存此位置下的假人模型；s2.5:针对保存好的假人cae模型，将膝部和腿部表面网格单独提取，生成膝部和腿部几何面数据，定义为膝部安全限制面；
6、s3:仪表内饰工程师结合安全膝部保护要求，根据膝部安全限制面制作仪表膝部断面，具体是将膝部安全限制面往xz平面投影，沿着外轮廓作断面，以膝部最上端为起点，圆滑过度到小腿部位，再往下延伸至仪表下端边界区域，生成一个仪表膝部断面，确保该仪表膝部断面的膝部区域与膝部限制面相切，仪表膝部断面的腿部区域与膝部限制面不能有穿透；
7、s4:布置工程师结合空调箱边界及仪表膝部断面，生成仪表杂物箱断面，并结合仪表的其他边界尺寸，评估仪表杂物箱容积v是否大于等于项目市场需求vd，若仪表杂物箱容积v大于等于项目市场需求vd，则进入步骤s5；若否，则返回步骤s1，直至仪表杂物箱容积v大于等于项目市场需求vd；
8、s5:造型设计工程师基于上述仪表膝部断面，结合造型主题设计仪表膝部cas面；
9、s6:碰撞安全工程师校核确认cas面是否满足膝部保护要求，如否，则局部优化仪表膝部cas面直至满足膝部保护要求。
10、在本技术方案中，该方法统筹兼顾项目地毯、布置、安全、仪表、市场、造型各方属性模块的需求，在项目开发早期基于地毯面设计方案快速制作膝部安全限制面和仪表膝部断面，进一步地，布置基于仪表膝部断面评估仪表杂物箱容积是否满足市场需求，快速对地毯面相关参数进行修改设计，最终基于满足各方属性要求的仪表膝部断面对仪表膝部造型cas面进行正向指导设计，避免实际碰撞过程中乘员膝部损伤超标的风险。
11、优选地，在步骤s1中，所述布置舒适性要求为副驾驶地毯歇脚斜面与水平面角度θ范围为18°～45°，地毯歇脚斜面起点a至斜面终点b的歇脚斜面长度ls大于330mm，地毯歇脚斜面起点a到座椅固定点区域c点的地毯水平面长度lp大于350mm。
12、优选地，在步骤s2中，所述安全膝部保护要求具体为假人膝部与仪表的x向距离l大于等于安全空间距离ld，且碰撞过程中假人膝部比小腿先接触仪表或者膝部、小腿同时接触仪表，不允许小腿比膝部先接触仪表。
13、优选地，所述安全空间距离ld为150mm。
14、在本技术方案中，安全空间距离为根据工程经验得出。
15、优选地，所述膝部和小腿区域通过膝部与小腿区域分界线划分，分界线以上为膝部区域，分界线以下为小腿区域。
16、优选地，所述膝部与小腿区域分界线是指从膝部关节点沿着假人腿部轴线方向往下50mm处延垂直腿部轴线方向划分的一条分界线。
17、根据本专利技术的第二个方面，提供一种用于膝部保护的测试系统，具体包括以下模块：
18、地毯设计模块，用于地毯工程师结合布置舒适性要求，基于车身结构边界设计或修改地毯面；
19、安全膝部保护模块，用于碰撞安全工程师结合安全膝部保护要求，根据地毯数据制作膝部安全限制面；
20、仪表内饰设计模块，用于仪表内饰工程师结合安全膝部保护要求，根据膝部安全限制面制作仪表膝部断面；
21、布置评估模块，用于布置工程师结合空调箱边界及仪表膝部断面，生成仪表杂物箱断面，并结合仪表的边界尺寸，评估仪表杂物箱容积v是否大于等于项目市场需求vd；
22、造型设计模块，用于造型设计工程师基于仪表膝部断面，结合造型主题设计仪表膝部cas面；
23、安全校核模块，用于碰撞安全工程师最终校核确认cas面是否满足膝部保护要求，即膝部与仪表x向距离l是否大于等于安全空间距离ld，假人膝部是否比小腿先接触仪表或者膝部、小腿是否同时接触仪表。
24、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
25、本专利技术提供了一种用于膝部保护的设计方法，该方法统筹兼顾项目地毯、布置、安全、仪表、市场本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于膝部保护的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于膝部保护的测试方法，其特征在于，在步骤S1中，所述布置舒适性要求为副驾驶地毯歇脚斜面与水平面角度θ范围为18°～45°，地毯歇脚斜面起点A至斜面终点B的歇脚斜面长度Ls大于330mm，地毯歇脚斜面起点A到座椅固定点区域C点的地毯水平面长度Lp大于350mm。
3.根据权利要求1所述的用于膝部保护的测试方法，其特征在于，在步骤S2中，所述安全膝部保护要求具体为假人膝部与仪表的X向距离L大于等于安全空间距离Ld，且碰撞过程中假人膝部比小腿先接触仪表或者膝部、小腿同时接触仪表，不允许小腿比膝部先接触仪表。
4.根据权利要求3所述的用于膝部保护的测试方法，其特征在于，所述安全空间距离Ld为150mm。
5.根据权利要求3所述的用于膝部保护的测试方法，其特征在于，所述膝部和小腿区域通过膝部与小腿区域分界线划分，分界线以上为膝部区域，分界线以下为小腿区域。
6.根据权利要求5所述的用于膝部保护的测试方法，其特征在于，所述膝部与小腿区域分界线是指从
7.一种用于膝部保护的测试系统，其特征在于，具体包括以下模块：
...【技术特征摘要】
1.一种用于膝部保护的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于膝部保护的测试方法，其特征在于，在步骤s1中，所述布置舒适性要求为副驾驶地毯歇脚斜面与水平面角度θ范围为18°～45°，地毯歇脚斜面起点a至斜面终点b的歇脚斜面长度ls大于330mm，地毯歇脚斜面起点a到座椅固定点区域c点的地毯水平面长度lp大于350mm。
3.根据权利要求1所述的用于膝部保护的测试方法，其特征在于，在步骤s2中，所述安全膝部保护要求具体为假人膝部与仪表的x向距离l大于等于安全空间距离ld，且碰撞过程中假人膝部比小腿先接触仪表或者膝部、小腿同...
【专利技术属性】
技术研发人员：李红，张新华，关永学，卿兵，
申请(专利权)人：江铃汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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