[发明专利]一种基于双梯形波的碰撞波形概念设计方法

说明书

本发明属于汽车碰撞安全技术领域，涉及一种基于双梯形波的碰撞波形概念设计方法，包括以下步骤：1、定义参数：定义车体前端结构的空间参数、双台阶波参数、双梯形波参数；2、设定约束条件：假设发动机前端的布置空间D₁₀、发动机后端到防火墙的布置空间D₂₀和车内乘员的生存空间S₀全部用尽；3、引入双台阶波振动方程；4、求解双台阶波；5、求解双梯形波；本发明仅仅利用理论计算设计碰撞波形，节约了人力物力；本发明双梯形波的特征参数与车体结构参数相关联，为车体前端结构设计提供参考；本发明以车体和约束系统综合作用的乘员响应作为设计的约束条件，避免了碰撞波形与约束系统单独设计，为后期约束系统设计提供参考。

技术领域

本发明属于汽车碰撞安全技术领域，涉及一种基于双梯形波的碰撞波形概念设计方法，更具体地说，是一种以双梯形波为设计目标，以碰撞速度和汽车车身总布置参数为设计约束条件的概念设计方法。

背景技术

碰撞波形是整车碰撞安全系统开发的重要目标，是抗撞性概念设计的主要任务之一。一般将B柱下端采集到的车体减速度信号作为整车的碰撞波形。整车质量、碰撞速度、可变形吸能空间、车体结构的拓扑形式以及结构断面等均会影响碰撞波形。在传统设计方法中碰撞波形的设计与约束系统是分割开的，通常在碰撞波形设计完成之后通过CAE仿真分析匹配相应的约束系统，这一过程需要进行大量的重复的模型计算。本发明提出一种基于双梯形波的碰撞波形概念设计方法根据车辆和乘员的碰撞力学特性以及能量控制技术确定目标碰撞波形，可以在概念设计阶段、总布置空间确定以后，对车体前端结构进行能量分解，以获得主要吸能子结构的抗撞性目标。避免了大量重复的模型计算，缩短了设计周期。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在概念设计阶段提出一种双台阶波的设计方法，可以在总布置空间确定以后进行碰撞波形的设计，同时，进一步将双台阶波细化为双梯形波，体现了目标波形与结构参数的关联，指导车体前端吸能结构的设计。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：

一种基于双梯形波的碰撞波形概念设计方法，包括以下步骤：

步骤1、定义参数：

1)定义车体前端结构的空间参数；

所述定义车体前端结构的空间参数为：发动机前端的布置空间D₁₀、发动机后端到防火墙的布置空间D₂₀、前纵梁前端到发动机之间的距离D₃₀；

2)定义双台阶波参数；

3)定义双梯形波参数；

步骤2、设定约束条件：

为了获得最优的双台阶波，假设发动机前端的布置空间D₁₀、发动机后端到防火墙的布置空间D₂₀和车内乘员的生存空间S₀全部用尽；

步骤3、引入双台阶波振动方程；

步骤4、求解双台阶波；

步骤5、求解双梯形波。

技术方案中所述定义双台阶波参数是指：

以发动机的碰撞时刻t₁为分界点，两台阶高度分别为G₁、G₂，碰撞结束时刻为t₂，此时车体开始回弹；从碰撞开始到t₁时间段内，发动机前端结构的压溃量为D₁，从t₁到碰撞结束，发动机后端到防火墙的压溃量为D₂；