[发明专利]一种基于有限元的汽车碰撞试验平台构建方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于有限元的汽车碰撞试验平台构建方法及装置，其中方法包括：采用预设的三维机械设计软件构建样车和实验设备的静态三维模型；将静态三维模型导入预设的有限元数值模拟软件，并根据预设的不同实验工况设置对应的模拟参数，获得样车和实验设备的可视化结果；将静态三维模型导入预设的三维动画制作软件，并基于可视化结果构建样车和实验设备的动态三维模型；将动态三维模型和可视化结果导入U3D引擎中，并设置输入界面、监测视角以及控制按键，获得汽车碰撞试验平台的平台模型；将平台模型导出，获得汽车碰撞试验平台。使用本发明的实验平台进行车辆碰撞试验的仿真时，可避免冗长的交互，操作简便，同时可获得更加直观的动态结果。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于有限元的汽车碰撞试验平台构建方法及装置。

背景技术

虚拟现实技术是一种能够使人以沉浸的方式进入和体验人为创造的虚拟世界的计算机仿真技术。随着5G(5th generation mobile networks，第五代移动通信技术)高速传输、物联网、人工智能、柔性显示、移动式高性能图形计算卡等技术的出现，为VR(VirtualReality，虚拟现实)技术进入商用奠定了基础。目前，基于虚拟现实技术的应用和设备已经开始出现在教育、传媒、娱乐、医疗、遗产保护等诸多领域。汽车碰撞试验可用于评价汽车的安全性与可靠性，是车身开发设计中不可缺少的环节之一。仅使用实体设备与模型进行汽车碰撞试验，会面临试验成本高、产品开发周期延长、试验环境不易控制、试验数据分析困难、试验过程易出现危险等问题。目前通常使用CAE(Computer Aided Engineering，计算机辅助工程)仿真分析，通过解析法、有限元法等数值模拟的手段对碰撞结果进行预先计算，在获得较好的优化结果后，再进行实车模型碰撞试验。如今的汽车碰撞安全仿真试验在参数设置合理的前提下，可达到80％～90％的试验结果计算精度，用户能通过人机交互界面对设备进行操作，并可以安全地对试验过程进行观察，提取汽车碰撞过程中各个参数的变化情况，是一种成熟可靠的方法。

目前，为实现较高的计算精度，需要操作员熟悉数值模拟软件与求解器的具体特性，懂得如何选择正确的材料参数、环境参数，上手难度较高，增加了学习成本。而且数值模拟计算不能直观的展示试验结果，提取数据时需要使用专业的试验结果后处理软件，往往伴随着复杂的数据处理、图形可视化选择等工作，在对非专业人员展示结果的过程中是非常不方便的。也就是说目前传统的数值模拟在汽车碰撞领域的应用主要存在着操作过程过于复杂，不利于操作者获得可视化的获得模拟结果。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种基于有限元的汽车碰撞试验平台构建方法及装置，使用本发明的实验平台进行车辆碰撞试验的仿真时，整个过程无需人员操作专业的仿真分析软件，并且可获得更加直观的动态结果，操作简便。

第一方面，本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：

一种基于有限元的汽车碰撞试验平台构建方法，包括：

采用预设的三维机械设计软件构建样车和实验设备的静态三维模型；实验设备为用于进行碰撞实验的设备；

将所述静态三维模型导入预设的有限元数值模拟软件，并根据预设的不同实验工况设置对应的模拟参数，获得所述样车和所述实验设备的可视化结果；所述可视化结果表示所述样车和所述实验设备在所述有限元数值模拟软件中的过程变化；

将所述静态三维模型导入预设的三维动画制作软件，并基于所述可视化结果构建样车和实验设备的动态三维模型；

将所述动态三维模型和所述可视化结果导入U3D引擎中，并设置输入界面、监测视角以及控制按键，获得汽车碰撞试验平台的平台模型；其中，所述输入界面用于输入所述模拟参数，所述监测视角表示监测模拟实验的角度，所述控制按键用于控制模拟实验的进行及实验结果的展示；

将所述平台模型导出，获得所述汽车碰撞试验平台。