[发明专利]一种用于护栏安全性能评价的车辆模型验证系统及方法

说明书

本发明一种用于护栏安全性能仿真评价的车辆模型验证系统及方法，以有限元法计算机仿真模拟作为技术手段，将实际车辆简化并在计算机仿真模拟系统中建立并验证车辆模型，以使其能够准确反映并评价公路护栏结构是否达到相应防护等级，具体地，通过分部件测试模块、整车测试模块和整车碰撞测试模块分别对分部件模型、整车模型和整车碰撞前后的车辆模型进行测试验证，以保证车辆模型的准确性、数值稳定性以及有效性。车辆模型的测试验证有利于实现护栏安全性能仿真系统的标准化、规范化，是科研技术人员对护栏安全性能得出准确判断的基本保障，也是业主和监理对护栏设计及使用安全性能进行验收的基本依据。

技术领域

本发明涉及基于计算机仿真的公路护栏安全性能检测及评价技术领域，特别是一种用于护栏安全性能评价的车辆模型验证系统及方法。

背景技术

公路护栏作为事故车辆的最后一道防线，其安全性能至关重要。现行《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01—2013)规定采用实车足尺碰撞试验检测公路护栏的方法和评价指标，其中的“实车足尺碰撞试验”不仅是一个实现评价准确的基本要求，而且是一个确保碰撞试验真实、客观的条件指导，在提高我国公路行车运营安全方面发挥了重要作用。

随着计算机软硬件技术的不断发展，采用基于有限元方法的计算机仿真模拟技术日趋成熟，相比实车足尺碰撞试验，计算机仿真同样可以建立与实际工况相符的1∶1模型，且计算机仿真模拟技术具有费用省、周期短、可模拟各种复杂工况的优势。在公路护栏安全性能评价领域，计算机仿真模拟技术已经达到可以部分代替实车足尺碰撞试验的技术水平，并在很大程度上可以对其进行有效的补充和完善。

计算机仿真公路护栏安全性能评价系统中最主要的环节是保证其计算力学工程应用的正确性与可靠性，即系统中的每一个计算模拟都需要进行校核和验证，必须确定计算模型能够准确地表示基础数学模型及其解，并从模型预期用途的角度来确定仿真模型准确表示真实情况的程度。

现有的计算机仿真公路护栏安全性能评价系统中，对车辆模型的建模比较粗糙，且并未对其建模进行合理的可靠性验证，故而不能准确的模拟并预测车辆与护栏碰撞后的车辆变形，致使护栏设计及安全部门对于仿真的护栏模型碰撞结果及真实防护能力存在疑虑。

发明内容

本发明针对现有护栏仿真评价技术中存在的缺陷或不足，提出一种用于护栏安全性能仿真评价的车辆模型验证系统及方法，通过分别对车辆模型的各部件模型和整车模型进行测试来验证其准确性、数值稳定性和有效性。本发明所述用于护栏安全性能仿真评价的车辆模型验证系统及方法有利于实现护栏安全性能仿真系统的标准化、规范化，是科研技术人员对护栏安全性能得出准确判断的基本保障，也是业主和监理对护栏设计及使用安全性能进行验收的基本依据。

本发明通过以下技术方案实现：

一种用于护栏安全性能仿真评价的车辆模型验证系统，包括车辆模型建立系统和车辆模型验证系统，所述车辆模型建立系统包括分部件模型建立模块和整车模型建立模块，所述车辆模型验证系统包括分部件测试模块、整车测试模块和整车碰撞测试模块；所述分部件测试模块对所述分部件模型建立模块建立的各分部件模型进行测试验证、所述整车测试模块对所述整车模型建立模块建立的整车模型进行测试验证；所述整车碰撞测试模块对所述车辆模型碰撞后的仿真模拟分析结果与实际实车足尺碰撞试验结果进行比对使其得到验证；

所述整车测试模块包括线形轨迹测试分模块、环形轨迹测试分模块和过减速带测试分模块，所述整车碰撞测试模块包括刚性墙体碰撞测试分模块和可变形护栏碰撞测试分模块。

作为优选，所述线形轨迹测试分模块使所述车辆模型以恒定速度100km/h，在线形轨道上沿其线形轨迹持续行驶30米以上；和/或所述环形轨迹测试分模块使所述车辆模型以恒定速度100km/h，在环形轨道上沿其环形轨迹持续行驶30米以上；和/或所述形轨道包括带有不同坡度的高低起伏轨道。