[发明专利]基于损伤评价的车辆碰撞乘员约束系统摩擦特性的反分析方法

说明书

技术领域

本发明属于结构特性识别的技术领域，尤其涉及一种基于损伤评价的车辆碰撞乘员约束系统摩擦特性的反分析方法。

背景技术

随着汽车的普及，交通事故频繁发生，造成了重大的人员伤亡和财产损失，汽车安全性成为了现代汽车工业研究的热点。汽车乘员约束系统是在汽车发生碰撞时，用来减少或者避免二次碰撞的安全装置，是汽车被动安全设计的重要环节。良好的汽车乘员约束系统设计能有效提高乘员的防护性能，大幅减少乘员损伤，降低死亡率。然而约束系统部件众多，包括转向系、仪表板、座椅、脚踏板、安全气囊、安全带、人体等，一些参数很难通过实验直接获得，如车辆碰撞过程中人体与安全带、座椅的摩擦等。若这些结构参数不能准确获取，则开发的实际约束系统就可能并不满足设计初衷的性能要求，甚至有可能导致其在服役过程中存在严重安全隐患。

因此，发展一套方便可靠的方法来确定难以获取的约束系统摩擦参数显得非常必要，这对于提高乘员的安全性具有重要实际意义。

发明内容

针对车辆高速碰撞过程中，乘员约束系统摩擦特性难以直接实验测试的困难，本发明的目的在于提出一种利用碰撞实验响应来识别摩擦参数的反分析方法，从而为约束系统的设计提供准确的结构特性参数。

根据本发明的一个方面，提供一种基于损伤评价的车辆碰撞乘员约束系统摩擦特性的反分析方法，包括如下步骤：

步骤1：按照乘用车正面碰撞乘员防护法规的实验方法和程序进行车辆碰撞实验，测量获得碰撞过程中的车体加速度曲线、假人头部合成加速度曲线和假人胸部合成加速度曲线，并利用测量的上述响应得到实验的损伤评价指标；

步骤2：按照车辆碰撞实验工况，建立所述车辆碰撞乘员约束系统的正问题仿真模型；

步骤3：确定待反求的摩擦参数并在所述摩擦参数的取值范围内分别设定初值；

步骤4：利用所建立的所述车辆碰撞乘员约束系统的所述正问题仿真模型进行仿真分析，得到计算的假人头部合成加速度、假人胸部合成加速度，进而得到计算的损伤评价指标；

步骤5：将计算的假人头部合成加速度、假人胸部合成加速度和各项损伤评价指标与步骤1中得到的相应实验结果进行对比，构建反分析目标函数并计算该反分析目标函数的值；

步骤6：判断计算反分析目标函数的迭代次数是否达到一设定阈值，如果没有达到则转入步骤7，如果达到则转入步骤8；

步骤7：利用优化方法对所述反分析目标函数进行优化求解，从而在所述摩擦参数的取值范围内产生所述摩擦参数的下一代新值，然后转回步骤4；以及

步骤8：将此时摩擦参数的值作为所述车辆碰撞成员约束系统的最佳参数值输出。

优选地，所述损伤评价指标包括：头部综合损伤指标HIC_36ms、胸部3毫秒加速度C_3ms和胸部压缩量D。

优选地，在所述步骤1中测量的响应曲线和损伤评价指标作为所述车辆碰撞乘员约束系统的摩擦特性反分析的已知信息，其中头部综合损伤指标HIC_36ms的计算公式如下：

HIC36ms=(t2-t1)[1t2-t1∫t1t2a(t)dt]2.5]]>