[发明专利]一种用于量化评价汽车正面碰撞波形强度的方法

权利要求书

1.一种用于量化评价汽车正面碰撞波形强度的方法，其特征在于：包括：

步骤1：建立模型及微分方程：

以x向开始，将车身碰撞中车辆与车内乘员简化为质量弹簧模型，其中M为碰撞车辆质量，m为乘员质量，k为安全带刚度系数，s为乘员与约束系统的初始松弛量，x(t)为车辆碰撞过程运动方程，y(t)为车内乘员运动方程；定义碰撞初始时刻为0时刻，碰撞结束时刻为T时刻，则x(t)和y(t)的定义域为t∈[0，T]，定义边界条件x(0)＝0，y(0)＝0，x的二阶导数为车辆车身加速度时间函数，对应实车碰撞中车身B柱加速度信号；y的二阶导数为车内乘员的加速度时间函数，即x向加速度严重度曲线ASP；

进一步，根据几何关系和力学原理，分段函数如下：

令则上式可转化为微分方程：

步骤2：获取车身加速度数据进行处理：

车身加速度并非关于时间的连续函数，而是离散数据点，因此可以将步骤1中的分别表示为Xd_i，Xv_i，Xa_i，Yd_i，Yv_i，Ya_i，(i＝0，1，...，fT)，其中f为采样频率，Xa_i为碰撞中车身加速度数据，由于采样频率f较高，并且碰撞时间T通常为0.1s～0.2s，二者之间相差三个数量级，因此可以认为车身加速度Xa_i和Xa_i+1之间的x(t)是线性的，利用数值积分可得：

步骤3：获取微分方程第一阶段的解：

在步骤1-2可知，Xd_i的初值Xd₀＝0，且碰撞前期Xd_i递增，因此可以找到一点i_s，使得且因此步骤1中微分方程第一阶段的解，可以表示为：

步骤4：获取微分方程第二阶段的解：

在步骤2-3可知，微分方程第二阶段的边界初值，已在第一阶段末尾确定：

使用4阶Runge-Kutta方法求解其数值解如下：

步骤5：根据步骤3-4计算结果，获得车内乘员的x向加速度严重度曲线ASP，即Ya_i；

计算方法如下：

步骤6：进行ASP矢量合成；

选择使用其他方向车身加速度作为系统输入，重复步骤2-5，获得y和z方向的Ya_i，进行碰撞过程中车内乘员X、Y、Z三向加速度ASP矢量合成：

步骤7：加速度严重度指标ASI；

ASP矢量合成后的最大值作为加速度严重度指标ASI，用以量化评价汽车正面碰撞波形强度，实现车身结构产生的碰撞加速度对乘员伤害的严重水平预估；

ASI＝max(ASP)。

2.根据权利要求1所述的一种用于量化评价汽车正面碰撞波形强度的方法，其特征在于：在步骤2中，Xa_i采用多点加速度传感器平均值，在车辆左侧B柱上方、左侧B柱下方、右侧B柱上方、右侧B下方，共计四个位置布置加速度传感器，分别表示为LUa_i，LL_i，RU_i，RL_i，(i＝0，1，...，fT)，Xa_i取其平均值：

Xa_i＝Average(LUa_i，LL_i，RU_i，RL_i)。

3.根据权利要求1所述的一种用于量化评价汽车正面碰撞波形强度的方法，其特征在于：在步骤2中，f＝10kHz，即离散数据点时间间距为δ＝0.0001s。