[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

说明书

本发明提供了一种用于量化评价汽车正面碰撞波形强度的方法，包括：建立模型及微分方程、获取车身加速度数据进行处理、获取微分方程的解、获得车内乘员的x向加速度严重度曲线ASP及加速度严重度指标ASI。本发明所述的一种用于量化评价汽车正面碰撞波形强度的方法，可以通过对车身加速度数据采集及处理，建立模型及计算、直接量化汽车正面碰撞波形强度，不依赖于现有的依靠碰撞中车内假人伤害值进行评价的方法，为车辆开发前期的车身结构安全性能优劣提供量化评价，降低后期乘员约束系统匹配的难度和开发成本。

技术领域

本发明属于汽车碰撞安全领域，尤其是涉及一种用于量化评价汽车正面碰撞波形强度的方法。

背景技术

汽车碰撞试验是验证汽车安全性能最直接有效的测试分析方法，通过考核汽车碰撞试验中对乘员的保护情况来评价汽车安全性能的优劣。而影响汽车安全性的主要因素包括车身结构和乘员约束系统两方面，车身结构的作用是在碰撞过程中吸收碰撞能量并保护乘员舱的完整性，其决定了汽车安全性能的基础；而乘员约束系统，则根据车身加速度水平，匹配合适的气囊、安全带等约束系统参数，以使乘员保护性能达到最优解，其作用在于汽车安全性基础的条件下尽量优化对乘员的保护，而碰撞过程中车身加速度是直接反映汽车碰撞过程车身结构表现的一个重要参数，其与乘员伤害存在紧密关联。但在现有技术条件下，对于乘员保护的评价标准，都是基于碰撞中假人伤害值进行的，评价对象是车身结构和约束系统的整体，很难直接地量化车身结构对乘员伤害的相关性与严重性。但是在车辆开发过程中，通常都是先确定车身结构，后期再基于车身加速度匹配乘员约束系统参数，因此车辆开发前期对车身结构决定的正面碰撞波形强度的评估至关重要，通过量化评估正面碰撞波形强度，判定车身结构的优劣，能够尽早确定乘员约束系统匹配难度、最优解的优化程度，可以在开发参数冻结之前有针对性地调整车身结构，降低后期乘员约束系统匹配的难度和开发成本。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于量化评价汽车正面碰撞波形强度的方法，可以通过对车身加速度数据采集及处理，建立模型及计算、直接量化汽车正面碰撞波形强度，不依赖于现有的依靠碰撞中车内假人伤害值进行评价的方法，为车辆开发前期的车身结构安全性能优劣提供量化评价，降低后期乘员约束系统匹配的难度和开发成本。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于量化评价汽车正面碰撞波形强度的方法，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：