[发明专利]汽车追尾碰撞试验用假人颈部新结构快速等效建模方法

摘要

本发明涉及一种汽车追尾试验用碰撞假人颈部新结构快速等效建模方法，属于汽车碰撞安全领域。包括：1.建立颈部简化结构模型。扫描处理得到人体颈部结构及轮廓，生成包括其外形轮廓及椎骨的几何模型；颈部皮肤、肌肉等利用弹性材料代替；据受力分析及等效原理，按照汽车追尾碰撞中颈部的运动状态，对颈椎等效建模，模拟颈部弯曲特性，生成模拟假人颈部结构的等效简化有限元初始模型；2.基于鞭打试验准则，对初始模型进行灵敏度分析，优化计算后获取其颈部等效简化的有限元模型。本设计在保证颈部力学响应准确性的情况下，可简化模型结构，解决计算效率低及难以调节颈部模型参数以尽快达到标定准则的缺陷，为概念设计阶段快速等效建模提供参考。

主权项

1.一种汽车追尾碰撞试验用假人颈部新结构快速等效建模方法，其特征在于，所述方法包括：(1)构建颈部简化模型：(1.1)利用医学CT及MRI扫描数据，扫描处理得到颈椎结构轮廓及质量，将颈椎轮廓进行简化设计，建立颈椎几何模型；(1.2)利用医学CT及MRI扫描数据，扫描处理得到颈部外形轮廓及质量，颈部皮肤、肌肉等利用弹性橡胶材料代替，基于颈椎结构的设计，将其注塑成颈部外形轮廓结构，建立颈部表面几何结构；(1.3)在所述几何结构的基础上，根据力学受力分析及等效原理，按照汽车追尾碰撞过程中颈部的运动状态，对颈椎内部组织进行等效建模，以模拟颈部弯曲特性；(1.4)利用所述结构，生成模拟假人颈部结构的有限元模型；(2)对颈部简化模型进行结构优化设计：(2.1)基于鞭打试验准则，建立颈部简化模型优化设计分析工况；(2.2)对颈部简化模型中主要受力部位，设置材料属性，作为优化初始参数；(2.3)利用灵敏度分析原理，选取上述颈部简化模型主要受力部位的材料参数作为设计变量，将颈部弯矩、颈部枕骨力矩及D平面转角作为优化目标，进行优化设计，得到使所述颈部结构最能真实模拟人体颈部力学特性的最优材料参数，并以此建立颈部最优有限元模型。