[发明专利]一种安全气囊的有限元仿真分析方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及安全气囊技术领域，特别涉及一种安全气囊的有限元仿真分析方法及装置。

背景技术

目前，在市场上销售的安全性能较高的汽车中，在驾驶员侧、乘客侧的正面和侧面都配备了相应的安全气囊。在正常情况下，安全气囊在汽车发生安全事故时会展开，展开后的安全气囊会对驾驶员及乘客起到一定的保护作用。为了制造出安全可靠的安全气囊系统，在安全气囊系统的设计开发过程中，需要对安全气囊实物模型进行试验。目前对安全气囊实物模型的试验是通过计算机仿真手段实现的，在现有的安全气囊的有限元仿真分析中，特别是在安全气囊与整车的匹配过程中，基本上所使用的方法都是控制体积法(CV，Control Volume)，该方法计算仿真的结果是，安全气囊内部的压力在不同时刻每一点的压力是不同的，但是在每一个相同时刻，其内部每一点的压力是相同的，该仿真结果基于乘客处于正常坐姿的基础。但是，如果乘客是处于非正常坐姿的，在安全气囊实际的展开过程中，在每一个相同时刻安全气囊中对准充气口部分的压力比充气口周边的压力要大，所以控制体积法对乘客正常坐姿的情况能较好的仿真，而对乘客非正常坐姿的情况不能正确仿真。如果不能正确的仿真出在非正常坐姿时安全气囊真实的展开情况，按照控制体积法的仿真结果设计和制造的安全气囊系统不仅不能对乘客起到保护作用，反而会对乘客带来比较大的伤害。因此，控制体积法计算出的安全气囊在展开过程中内部各点的压力准确性较低，缺乏真实性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全气囊的有限元仿真分析方法和装置，能够真实有效的仿真出汽车在发生碰撞时，安全气囊在展开过程中内部各点的压力值及与安全气囊在展开过程中接触的非正常坐姿的假人模型各部位的位移及加速度值，从而根据假人模型各部位的位移及加速度值评定出汽车安全气囊对处于非正常坐姿的乘客的伤害，对安全气囊系统的设计和开发提供一定的指导。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种安全气囊的有限元仿真分析方法，包括以下步骤：

S1、创建折叠前安全气囊的有限元拉格朗日网格模型、安全气囊折叠后外部的欧拉流体网格模型及气体发生器内部的欧拉流体网格模型；

S2、将所述折叠前安全气囊的有限元拉格朗日网格模型、所述安全气囊折叠后外部的欧拉流体网格模型及所述气体发生器内部的欧拉流体网格模型与汽车模型中非正常坐姿的假人模型设置接触；

S3、根据所述S2计算在发生碰撞时，安全气囊在展开过程中内部各点的压力值、所述假人模型各部位的位移及加速度值。

本发明的实施方式还提供一种安全气囊的有限元仿真分析装置，包括以下单元：

新建单元，用于创建折叠前安全气囊的有限元拉格朗日网格模型、安全气囊折叠后外部的欧拉流体网格模型及气体发生器内部的欧拉流体网格模型；

设置接触单元，用于将所述折叠前安全气囊的有限元拉格朗日网格模型、所述安全气囊折叠后外部的欧拉流体网格模型及所述气体发生器内部的欧拉流体网格模型与汽车模型中非正常坐姿的假人模型设置接触；

仿真计算单元，用于根据所述设置接触单元设置的所述折叠前安全气囊的有限元拉格朗日网格模型、所述安全气囊折叠后外部的欧拉流体网格模型及所述气体发生器内部的欧拉流体网格模型与汽车模型中非正常坐姿的假人模型的接触，仿真计算在发生碰撞时，安全气囊在展开过程中内部各点的压力值、所述假人模型各部位的位移及加速度值。

本发明实施方式相对于现有技术而言，首先，创建折叠前安全气囊的有限元拉格朗日网格模型、安全气囊折叠后外部的欧拉流体网格模型及气体发生器内部的欧拉流体网格模型；然后，将上述三种模型与汽车模型中非正常坐姿的假人模型设置接触；最后，仿真计算在发生碰撞时，安全气囊在展开过程中内部各点的压力值及假人模型各部位的位移及加速度值。该安全气囊的有限元仿真分析方法计算出的安全气囊在展开过程中内部各点的压力值准确性较高，更加的真实，能够对安全气囊系统的设计和开发提供一定的指导。

另外，在所述S3之后，所述方法还包括以下步骤：根据所述位移及所述加速度值，评定所述安全气囊在展开过程中对所述非正常坐姿的假人模型的伤害值。

通过S3计算的假人模型各部位的位移及加速度值，可以评定出安全气囊在展开过程中对非正常坐姿的假人模型的伤害值。