[发明专利]基于模块化建模的有限元乘员约束系统模型及其建模方法

摘要

本发明公开了一种基于模块化建模的有限元乘员约束系统模型，包括安全带模型、安全气囊模型、座椅模型、仪表板模型、方向盘模型、有限元假人模型、车地板模型和风挡玻璃模型；其建模方法包括如下步骤：1）获得各零部件相关的性能参数；2）对各约束子模型进行性能参数对标；3）将约束子模型和有限元假人模型均保存为独立模块；4）将各约束子模型边缘网格单元刚性化；5)创建假人与约束子模块的接触和相关控制卡片以完成建模；6）对步骤5）建立的模型进行适当调整并仿真分析。本发明能够实现约束系统仿真模型的模块化标定和管理，并能对约束系统的子模型进行优化及替换，从而达到提高约束系统的仿真精度和匹配效率的目的。

主权项

1.一种有限元乘员约束系统模型的建模方法，其特征在于：包括如下步骤：1）根据汽车乘员约束系统零部件试验规范，进行约束系统中各零部件冲击试验，获得各零部件的性能参数；2）从有限元乘员约束系统模型中提取出各零部件对应的约束子模型，并采用一维单元代替从有限元乘员约束系统模型中提取出各零部件对应的约束子模型以进行简化，然后根据步骤1获得的各零部件的性能参数，对各约束子模型进行性能参数对标；3）将对标后的约束子模型和有限元假人模型均保存为独立模块；4）将除有限元假人模型外的各约束子模型边缘网格单元刚性化，并用*CONSTRAINED_RIGID_BODIES关键字来固定各约束子模型与车地板的相对位置，然后创建约束子模型之间的自接触；5)根据试验中假人H点和试验数据调整假人的位置和姿态，然后根据整车碰撞试验或仿真的B柱下端的加速度作为假人的输入脉冲，创建假人与约束子模块的接触和相关控制卡片以完成建模；6）对步骤5）建立的模型进行调整并仿真分析，得到仿真输出的假人伤害评价指标参数，并与整车碰撞试验获得的假人伤害评价指标进行对比，观察二者的重合度，若重合度达70%以上，则该简化模型为有效的有限元乘员约束系统模型；其中，该简化模型能作为基础模型进行新车型开发中约束系统匹配和优化设计，具体如下：1）根据新车型数模调整各模块位置；2）根据假人H点及乘员空间调整假人位置及姿态；3）更新加速度脉冲；4）更新安全气囊和安全带相关配置。