汽车碰撞仿真模型的优化方法、装置、电子设备及介质与流程

    技术2024-11-02  60


    本发明涉及车辆碰撞安全仿真领域,具体而言,涉及一种汽车碰撞仿真模型的优化方法、装置、电子设备及介质。


    背景技术:

    1、车辆整车碰撞场景的仿真主要是通过计算机仿真软件实现,通过模拟车辆碰撞时的车身结构变形等数据对结构及约束系统进行分析优化,从而达到提高车辆安全性的目的。然而,当前车辆结构设计和优化面临的挑战是模型对标及优化成本高。

    2、目前国内外主要采用有限元法进行整车结构安全的仿真模拟,涉及到的软件包括ls-dyna、pam-carsh、ridios等。采用有限元法时,由于整车模型网格数量一般较大,导致的计算时间较长,一般至少需要24小时,而整车结构对标与优化又需要大量算例分析,因此,整体计算周期长、分析效率低。

    3、有鉴于此,特提出本发明。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种汽车碰撞仿真模型的优化方法、装置、电子设备及介质,以解决现有技术存在的碰撞仿真计算周期长、分析效率低的问题。

    2、为了实现上述目的,本发明采用以下技术:

    3、第一方面,本发明提供了一种汽车碰撞仿真模型的优化方法,包括:

    4、根据碰撞测试工况以及在所述碰撞测试工况下有限元单元是否进行能量传递,确定初始仿真模型;

    5、根据所述初始仿真模型的碰撞仿真曲线与参考曲线的偏移度,确定有效仿真模型;

    6、根据所述有效仿真模型的碰撞仿真曲线与参考曲线的偏差,确定合格仿真模型;所述偏差包括面积偏差、幅值最大偏差、斜率最大偏差和均方根偏差。

    7、作为进一步优选的技术,所述根据碰撞测试工况以及在所述碰撞测试工况下有限元单元是否进行能量传递,确定初始仿真模型,包括:

    8、构建模型参数矩阵;

    9、根据碰撞测试工况以及在所述碰撞测试工况下有限元单元是否进行能量传递,确定所述模型参数矩阵中的各参数值,进而得到初始仿真模型。

    10、作为进一步优选的技术,所述模型参数矩阵为:

    11、;其中,m是模型参数矩阵, mxi是有限元单元i的材料因子,是有限元单元i在x方向上的能量分布因子,是有限元单元i在y方向上的能量分布因子,是有限元单元i在方向上的能量分布因子,是有限元单元i在z方向上的能量分布因子,是有限元单元i在方向上的能量分布因子,i=1,2,...,n,++++=1;

    12、;其中, mx是部件 x的材料因子, ρx是部件 x的质量密度, yx、 gx和 kx分别是部件 x的杨氏模量、剪切模量和体积模量,、和分别是部件 x的屈服强度、极限强度和断裂点, vx是部件 x的泊松比。

    13、作为进一步优选的技术,所述根据所述初始仿真模型的碰撞仿真曲线与参考曲线的偏移度,确定有效仿真模型,包括:

    14、构建偏移度表达式;

    15、根据所述初始仿真模型的碰撞仿真曲线、参考曲线和所述偏移度表达式,确定所述初始仿真模型的碰撞仿真曲线与参考曲线的偏移度;

    16、根据所述偏移度,确定有效仿真模型。

    17、作为进一步优选的技术,所述偏移度表达式为:

    18、,dn=vrefn-vestn,

    19、其中,s为偏移度,i、j和k是在各个碰撞波形中记录的时间间隔的数目;a、b和c代表三个不同加速度传感器记录的碰撞波形;dn是tn时刻参考信号和碰撞仿真信号之间的y向截距,vrefn为tn时刻参考信号的y向截距,vestn为tn时刻碰撞仿真信号的y向截距。

    20、作为进一步优选的技术,所述根据所述有效仿真模型的碰撞仿真曲线与参考曲线的偏差,确定合格仿真模型,包括:

    21、构建终止条件表达式;

    22、根据所述有效仿真模型的碰撞仿真曲线、参考曲线和所述终止条件表达式,确定所述有效仿真模型的碰撞仿真曲线与参考曲线的偏差;

    23、根据所述偏差,确定合格仿真模型。

    24、作为进一步优选的技术,所述终止条件表达式为:,其中,r为终止条件,、、和分别是当前和前一次计算的面积偏差、幅值最大偏差、斜率最大偏差和均方根偏差曲线之间的差,a、b、c、d为回归系数;

    25、;q(x)是所述有效仿真模型的碰撞仿真曲线,p(x)是所述参考曲线,p和q是p(x)和q(x)在时间历程内的起始值和终止值,a是面积偏差;

    26、,mag是幅值最大偏差;

    27、,slo是斜率最大偏差,cts+d、tts+d分别是在每个时刻的q(x)和p(x)的求导序列函数;

    28、,rm是均方根偏差,px和qx是p(x)和q(x)在时间tx时的极值。

    29、第二方面,本发明提供了一种汽车碰撞仿真模型的优化装置,包括:

    30、初始仿真模型构建模块,用于根据碰撞测试工况以及在所述碰撞测试工况下有限元单元是否进行能量传递,确定初始仿真模型;

    31、有效仿真模型构建模块,用于根据所述初始仿真模型的碰撞仿真曲线与参考曲线的偏移度,确定有效仿真模型;

    32、合格仿真模型构建模块,根据所述有效仿真模型的碰撞仿真曲线与参考曲线的偏差,确定合格仿真模型;所述偏差包括面积偏差、幅值最大偏差、斜率最大偏差和均方根偏差。

    33、第三方面,本发明提供了一种电子设备,包括:

    34、至少一个处理器,以及与至少一个所述处理器通信连接的存储器;

    35、其中,所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令,所述指令被至少一个所述处理器执行,以使至少一个所述处理器能够执行上述的方法。

    36、第四方面,本发明提供了一种计算机可读存储介质,所述介质上存储有计算机指令,所述计算机指令用于使计算机执行上述的方法。

    37、与现有技术相比,本发明的有益效果为:

    38、本发明提供的汽车碰撞仿真模型的优化方法根据碰撞测试工况以及在所述碰撞测试工况下有限元单元是否进行能量传递,确定初始仿真模型;根据所述初始仿真模型的碰撞仿真曲线与参考曲线的偏移度,确定有效仿真模型;根据所述有效仿真模型的碰撞仿真曲线与参考曲线的偏差,确定合格仿真模型;所述偏差包括面积偏差、幅值最大偏差、斜率最大偏差和均方根偏差。该方法首先确定初始仿真模型,再基于偏移度确定有效仿真模型,最后基于偏差确定合格仿真模型,从而实现模型简化和降维的目的,显著降低了算例数量,因此可缩短仿真计算周期、提高分析效率。本发明的方法,能够保证计算精度的同时,实现模型对标及优化流程化、平台化,可以节省四分之三以上的对标与优化时间,并且对于车辆开发中增加的成本几乎为零,且不影响开发周期。


    技术特征:

    1.一种汽车碰撞仿真模型的优化方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的汽车碰撞仿真模型的优化方法,其特征在于,所述根据碰撞测试工况以及在所述碰撞测试工况下有限元单元是否进行能量传递,确定初始仿真模型,包括:

    3.根据权利要求2所述的汽车碰撞仿真模型的优化方法,其特征在于,所述模型参数矩阵为:

    4.根据权利要求1所述的汽车碰撞仿真模型的优化方法,其特征在于,所述根据所述初始仿真模型的碰撞仿真曲线与参考曲线的偏移度,确定有效仿真模型,包括:

    5.根据权利要求4所述的汽车碰撞仿真模型的优化方法,其特征在于,所述偏移度表达式为:

    6.根据权利要求1所述的汽车碰撞仿真模型的优化方法,其特征在于,所述根据所述有效仿真模型的碰撞仿真曲线与参考曲线的偏差,确定合格仿真模型,包括:

    7.根据权利要求6所述的汽车碰撞仿真模型的优化方法,其特征在于,所述终止条件表达式为:,其中,r为终止条件,、、和分别是当前和前一次计算的面积偏差、幅值最大偏差、斜率最大偏差和均方根偏差曲线之间的差,a、b、c、d为回归系数;

    8.一种汽车碰撞仿真模型的优化装置,其特征在于,包括:

    9.一种电子设备,其特征在于,包括:

    10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述介质上存储有计算机指令,所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1-7中任一项所述的方法。


    技术总结
    本发明涉及车辆碰撞安全仿真领域,具体而言,涉及一种汽车碰撞仿真模型的优化方法、装置、电子设备及介质。所述优化方法包括:根据碰撞测试工况以及在所述碰撞测试工况下有限元单元是否进行能量传递,确定初始仿真模型;根据所述初始仿真模型的碰撞仿真曲线与参考曲线的偏移度,确定有效仿真模型;根据所述有效仿真模型的碰撞仿真曲线与参考曲线的偏差,确定合格仿真模型;所述偏差包括面积偏差、幅值最大偏差、斜率最大偏差和均方根偏差。本发明能够保证计算精度的同时,实现模型对标及优化流程化、平台化,可以节省四分之三以上的对标与优化时间。

    技术研发人员:郭庆祥,朱海涛,卜晓兵,杨佳璘,蔡羽,马志振,谭雯霄,郑艳婷
    受保护的技术使用者:中汽研汽车检验中心(天津)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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