本发明涉及汽车碰撞安全，具体为一种使用cae反演侧面柱碰滑台试验关键参数的预测方法。
背景技术：
1、交通事故统计表明正面碰撞和侧面碰撞是最常见的两种碰撞方式，而侧面碰撞的死亡率较正面碰撞更高。乘用车受到侧面撞击时，侧面吸能部件少，结构变形较多，直接挤压乘员的生存空间，导致乘员在侧面撞击中死亡率较高。侧面柱碰撞是侧面碰撞的一种特殊形式，车辆在撞击中接触面积较小，侧面环绕体的变形较大。且由于侵入度高，乘员在撞击过程中更容易与内门板、b柱等部位发生碰撞，危及乘员安全。
2、自2009年起，euro-ncap（europeannewcarassessmentprogramme，欧洲新车评估计划）将真实车辆侧杆碰撞作为强制性测试项目。整车汽车侧面柱碰撞试验是昂贵的，这给汽车制造商带来了极大的压力，企业只能选择使用cae方法进行预研究，极大降低了测试的准确性和效果。而台车试验是降低成本的有效方法，现在已有相关侧面柱碰侵入设备被开发出来，但设备输入参数、与车身部件的连接以及相对位置等信息模糊不清，急需进一步全面探索出相关的关键信息，以指导侧面柱碰台车的搭建。
技术实现思路
1、本发明的目的在于：提出一种使用cae反演侧面柱碰滑台试验关键参数的预测方法，该技术方案能够对侧面柱碰滑台关键参数进行预测，可以指导侧面柱碰台车的搭建过程中的设备输入参数、与车身部件的连接以及相对位置等信息的设置。
2、为实现上述目的，本公开实施例提供一种使用cae反演侧面柱碰滑台试验关键参数的预测方法，包括：建立侧面柱碰滑台有限元模型；建立约束系统碰撞分析有限元模型，包括有限元假人与汽车碰撞关键部件，做好各汽车碰撞关键部件之间的连接；基于侧面柱碰滑台有限元模型、约束系统分析有限元模型，建立侧面柱碰工况下的乘员损伤分析模型；对所述乘员损伤分析模型采用doe方法进行优化，得到乘员损伤分析优化模型；利用乘员损伤分析优化模型对侧面柱碰滑台测试中的关键参数进行预测。
3、基础方案的有益效果：通过建立侧面柱碰滑台有限元模型和约束系统碰撞分析有限元模型，能够精确模拟车辆在侧面碰撞过程中的运动和乘员与车辆部件之间的相互作用通过对大滑台模型的构建、多点侵入子系统模型的建立以及关键部件之间的连接，确保了仿真的精度和真实性，帮助设计人员理解碰撞过程中各个部件和系统的相互作用。本方案的模型中包括有限元模型与汽车碰撞关键部件，能够更全面且更贴近实际地评估乘员在侧面碰撞中的损伤情况，包括头部、肩部、肋骨、腹部和骨盆等关键部位的受力和损伤。
4、利用乘员损伤分析模型，对侧面柱碰工况下的乘员损伤进行详细分析，可以在设计阶段通过快速识别出潜在的危险区域和容易受到损伤的部位，指导改进车辆的安全功能，有助于提高车辆的碰撞安全性，减少实际碰撞中乘员的伤害。通过doe方法对乘员损伤分析模型进行优化，可以更高效地找到影响乘员损伤最优的设计参数，从而减少乘员在碰撞中的伤害，提高车辆的安全性能，并且也缩短开发周期，节省研发成本。
5、作为一种可实施的优选方案，所述建立侧面柱碰滑台有限元模型包括构建大滑台模型以及建立多点侵入子系统模型。
6、作为一种可实施的优选方案，建立多点侵入子系统模型，包括：
7、对多点侵入子系统的cad模型进行网格划分；建立多点侵入子系统的运动副，包括转动副和平动副；赋予多点侵入子系统模型相应的材料属性。
8、作为一种可实施的优选方案，所述有限元假人为worldsids50%假人，放置于座椅上，并调整其姿态；所述汽车碰撞关键部件包括汽车驾驶员侧前门、驾驶员侧前门内饰板、汽车座椅、地毯、b柱内板、b柱内饰板、侧气囊、侧气帘、安全带；并将所述有限元假人与汽车碰撞关键部件建立接触。
9、作为一种可实施的优选方案，建立约束系统碰撞分析有限元模型包括：
10、对汽车碰撞关键部件进行有限元网格划分；有限元假人对座椅及地毯进行预压，消除假人与汽车座椅以及地毯之间的穿透；将侧气囊、侧气帘固定在相应位置，并建立与假人和车部件的接触；固定安全带，定义路径，与座椅和假人匹配贴合，并设置相关参数。
11、作为一种可实施的优选方案，建立侧面柱碰工况下乘员损伤分析模型，包括：
12、将汽车驾驶员侧前门内板、驾驶员侧前门内饰板连接，并将车门内板连接到多点侵入子系统的支撑板上；b柱内板、b柱内饰板连接，并b柱内板连接到多点侵入子系统的支撑板上；将汽车座椅、地毯连接到大滑台上；分别给予多点侵入子系统的各入侵缸一个加速度波形，该加速度波形采用从整车侧面柱碰撞仿真获得的车门内饰板对应位置的加速度；给予大滑台一个加速度波形，该加速度波形为整车侧面柱碰撞仿真获得的座椅下方对应位置的加速度。
13、作为一种可实施的优选方案，在车门内板及b柱内板上选取相应的位置并做编号，编号数根据实际情况进行确定。每个位置编号都存在两种变量，当需要与支撑板进行连接时，则定义为1，不需要与支撑板进行连接时则定义为0。
14、作为一种可实施的优选方案，对乘员损伤分析模型采用doe方法进行优化，包括以下内容：
15、对乘员损伤分析模型进行计算，输出假人头部三向加速度、肩部y向力、假人上中下肋骨压缩量、假人腹部压缩量、假人骨盆三向加速度；
16、计算假人头部合成加速度和骨盆合成加速度，公式如下：
17、
18、式中，表示头部或骨盆的合成加速度，、、表示假人头部或骨盆的三向加速度；
19、计算柱碰滑台仿真和整车仿真的均方根误差 e( λ)，公式如下：
20、
21、式中， iis代表第 i次采样的假人头部三向加速度，假人肩部y向力，假人上中下三肋骨的压缩量，假人腹部压缩量，假人骨盆三向加速度的滑台cae仿真数据、 iic代表假人头部三向加速度，假人肩部y向力，假人上中下三肋骨的压缩量，假人腹部压缩量，假人骨盆三向加速度的整车cae仿真数据； n为采样次数；
22、判断均方根 e( λ)＜ emin是否成立，若成立，则输出乘员损伤分析优化模型。
23、作为一种可实施的优选方案，若 e( λ)＜ emin不成立，则调整乘员损伤分析模型的大滑台输入波形，侵入缸输入波形、子系统与大滑台的连接与相对位置、子系统与假人的对应位置、车门内板与支撑板的连接、b柱内板与支撑板的连接，重新进行建立侧面柱碰工况下乘员损伤分析模型。
24、作为一种可实施的优选方案，所述doe方法选用采样哈默斯雷方法进行抽样，获取各样本参数对应的输出响应，构建近似代理模型，进行多目标优化。
1.一种使用cae反演侧面柱碰滑台试验关键参数的预测方法，其特征在于：包括：建立侧面柱碰滑台有限元模型；建立约束系统碰撞分析有限元模型，包括有限元假人与汽车碰撞关键部件，做好各汽车碰撞关键部件之间的连接；基于侧面柱碰滑台有限元模型、约束系统分析有限元模型，建立侧面柱碰工况下的乘员损伤分析模型；对所述乘员损伤分析模型采用doe方法进行优化，得到乘员损伤分析优化模型；利用乘员损伤分析优化模型对侧面柱碰滑台测试中的关键参数进行预测。
2.根据权利要求1所述的一种使用cae反演侧面柱碰滑台试验关键参数的预测方法，其特征在于：所述建立侧面柱碰滑台有限元模型包括构建大滑台模型以及建立多点侵入子系统模型。
3.根据权利要求2所述的一种使用cae反演侧面柱碰滑台试验关键参数的预测方法，其特征在于：建立多点侵入子系统模型，包括：
4.根据权利要求1所述的一种使用cae反演侧面柱碰滑台试验关键参数的预测方法，其特征在于：所述有限元假人为worldsids50%假人，放置于座椅上，并调整其姿态；所述汽车碰撞关键部件包括汽车驾驶员侧前门、驾驶员侧前门内饰板、汽车座椅、地毯、b柱内板、b柱内饰板、侧气囊、侧气帘、安全带；并将所述有限元假人与汽车碰撞关键部件建立接触。
5.根据权利要求4所述的一种使用cae反演侧面柱碰滑台试验关键参数的预测方法，其特征在于：建立约束系统碰撞分析有限元模型包括：
6.根据权利要求1所述的一种使用cae反演侧面柱碰滑台试验关键参数的预测方法，其特征在于：建立侧面柱碰工况下乘员损伤分析模型，包括：
7.根据权利要求6所述的一种使用cae反演侧面柱碰滑台试验关键参数的预测方法，其特征在于：在车门内板及b柱内板上选取相应的位置并做编号，编号数根据实际情况进行确定。每个位置编号都存在两种变量，当需要与支撑板进行连接时，则定义为1，不需要与支撑板进行连接时则定义为0。
8.根据权利要求1所述的一种使用cae反演侧面柱碰滑台试验关键参数的预测方法，其特征在于：对乘员损伤分析模型采用doe方法进行优化，包括以下内容：
9.根据权利要求8所述的一种使用cae反演侧面柱碰滑台试验关键参数的预测方法，其特征在于：若e(λ)＜emin不成立，则调整乘员损伤分析模型的大滑台输入波形，侵入缸输入波形、子系统与大滑台的连接与相对位置、子系统与假人的对应位置、车门内板与支撑板的连接、b柱内板与支撑板的连接，重新进行建立侧面柱碰工况下乘员损伤分析模型。
10.根据权利要求9所述的一种使用cae反演侧面柱碰滑台试验关键参数的预测方法，其特征在于：所述doe方法选用采样哈默斯雷方法进行抽样，获取各样本参数对应的输出响应，构建近似代理模型，进行多目标优化。
