CN110059418A - 一种基于cae的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，该方法包括：构建虚拟新能源汽车整车、虚拟刚性地面和虚拟刚性墙体；模拟虚拟新能源汽车整车以预设车速沿虚拟刚性地面行驶并撞击虚拟刚性墙体的全过程；实时检测并提取和判断从虚拟新能源汽车整车与虚拟刚性墙体到开始撞击到结束的过程中虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量是否均满足预设条件，若是，则存储虚拟新能源汽车整车，用于设计整车。本发明的方法通过CAE仿真模拟，无需耗费大量的人力与物力，避免了实际测试中的危险性，降低了车辆正面结构碰撞测试的成本。
Description
技术领域
本发明涉及车辆性能检测技术领域，尤其涉及一种基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法。
背景技术
汽车被动安全性的初期，普遍采用的研究手段主要是试验方法，汽车被动常用的安全性试验包括：台车碰撞模拟试验、实车碰撞试验和台架冲击试验。实车碰撞试验由于与事故的情况最接近，是综合评价车辆被动安全性的最可靠的方法。但是被动安全性试验特别是整车试验都是破坏性试验，试验费用昂贵、试验周期较长，由于实验中有一些随机因素的影响，使试验结果往往不够稳定，可重复性差。
特别是新能源汽车，发生碰撞后，如果保护不到位，动力电池组和高压回路受到冲击或破坏，极易产生漏电或短路等问题，会发生危险，因此，研究新能源汽车的碰撞安全性具有更加重要的意义。
在车辆正面结构设计过程中，通过大量的实验进行工艺的优化会耗费大量的人力与物力，进行一次整车碰撞测试的成本很高，并同时伴随着危险性。
因此，需要提供一种基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，对于整车碰撞测试进行仿真，对车辆正面结构的强度进行评价，降低整车设计的测试成本。
根据本发明的一方面，提供了一种基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，包括以下步骤：
构建虚拟新能源汽车整车、虚拟刚性地面和虚拟刚性墙体；
模拟虚拟新能源汽车整车以预设车速沿虚拟刚性地面行驶并撞击虚拟刚性墙体的全过程；
实时检测并提取从虚拟新能源汽车整车与虚拟刚性墙体到开始撞击到结束的过程中虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量，并判断虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量是否均满足预设条件，若是，则存储虚拟新能源汽车整车，用于设计整车。
进一步地，上述基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，还包括：根据整车初始参数构建虚拟新能源汽车整车，虚拟新能源汽车整车由多个有限元单元构成，有限元单元利用显示算法的缩减积分获取虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量，若虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量均满足预设条件，则整车初始参数作为整车设计参数设计整车。
进一步地，上述基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，还包括：评价虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量是否有效，具体包括以下步骤：
提取测试过程中预设时间从虚拟新能源汽车整车与虚拟刚性墙体到开始撞击到结束的过程中的动能变化曲线、内能变化曲线、沙漏能变化曲线、总能量变化曲线和虚拟新能源汽车整车质量变化曲线；
判断是否同时满足以下三个条件：沙漏能占总能量的百分比保持小于5％、质量变化百分比小于5％以及动能保持为正值；
若是，则虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量有效。
进一步地，上述基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，还包括：采集虚拟新能源汽车整车B柱下端的加速度随测试时间的变化曲线，并判断该变化曲线是否满足以下条件：加速度峰值点不超过50g，g为重力加速度；若满足，则判定虚拟新能源汽车整车的加速度参数满足条件。
进一步地，上述基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，还包括：从虚拟新能源汽车整车前围板的乘员关键位置点、由于存在刚性部件易产生挤压的点和易变形的点中选取若干个关键点，采集各个关键点的侵入量随测试时间的变化曲线，并判断该变化曲线是否满足以下条件：侵入量峰值点不超过150mm；若满足，则判定虚拟新能源汽车整车前围板侵入量满足条件。
进一步地，上述基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，还包括：选取虚拟新能源汽车整车前门框腰线位置，采集虚拟新能源汽车整车前门框腰线位置的侵入量随测试时间的变化曲线，并判断该变化曲线是否满足以下条件：侵入量峰值点小于20mm；若满足，则判定虚拟新能源汽车整车前门框侵入量满足条件。
进一步地，上述基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，还包括：采集虚拟新能源汽车整车电池包内各元件之间的相对位移量以及虚拟新能源汽车整车电池包与虚拟新能源汽车整车内与虚拟新能源汽车整车电池包相邻部件之间的相对位移量随测试时间的变化曲线，并判断该变化曲线是否满足以下条件：元件之间的相对位移量小于元件之间的距离，部件之间的相对位移量小于部件之间的距离；若满足，则判定虚拟新能源汽车整车电池包侵入量满足条件。
进一步地，上述基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，还包括：通过以下公式获取虚拟新能源汽车整车B柱下端的加速度：
其中，M为节点质量矩阵，为t时刻的节点加速度，P(t)为t时刻对虚拟新能源汽车整车所施加的外力，I(t)为t时刻虚拟新能源汽车整车受到的阻力。
进一步地，上述基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，还包括：若虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量中任一不满足预设条件，则调整虚拟新能源汽车整车，直到虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量均满足预设条件为止。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本发明的有益效果为：
1.本发明的基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法采用CAE对车辆正面结构的抗碰撞性能进行仿真模拟，并判断在预设测试时间内，虚拟新能源汽车整车的加速度参数，虚拟新能源汽车整车前围板侵入量，虚拟新能源汽车整车前门框侵入量，虚拟新能源汽车整车电池包侵入量是否均满足预设条件，若满足，则存储整车初始参数，作为整车设计参数设计整车，通过CAE技术来模拟车辆的碰撞试验，无需耗费大量的人力与物力，避免了实际测试的危险性，降低了车辆碰撞测试的成本；
2.本发明的基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法不断更新和优化整车初始参数，直到整车有限元模型的实时参数满足预设条件为止，因此，能够找到整车结构设计中存在的缺陷，优化整车结构设计，减少测试次数，降低开发成本，缩短设计周期，提升设计效率。
附图说明
图1为本发明的基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法步骤图；
图2为本发明的基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法工作流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明建立整车模型，模拟其正面撞击刚性墙面的过程，根据加速度曲线以及各部分侵入程度，对整车的正面碰撞性能评价，降低新能源汽车安全设计的试验成本。
图1为本发明的基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法步骤图，如图1所示，本发明提供的基于CAE(Computer Aided Engineering，计算机辅助工程)的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，包括以下步骤：
S1，构建虚拟新能源汽车整车、虚拟刚性地面和虚拟刚性墙体。
具体地，在构建虚拟新能源汽车整车的过程中，建立虚拟新能源汽车整车有限元模型，建立三维笛卡尔坐标系，使得三维坐标系的X轴平行于车架所在车辆的行驶方向，Y轴垂直于行驶方向的水平方向，Z轴为高度方向。对整车的数模进行CAE网格划分及模型简化，对于主要吸能载荷传递路径上的结构件进行细致的划分，忽略非重要结构的小零件，电动机和变速器等车辆部件变形刚度较大，在碰撞过程中变形可以忽略，视为刚体。整车结构主要由钣金件构成，采用壳单元模拟，单元平均大小为8mm到10mm，电动机等视为刚体的部分，网格采用15mm到20mm划分。根据实际工艺，建立整车各结构件之间的连接关系，包括铰链连接、焊接、胶粘以及螺栓连接等，并根据实际结构设定整车结构的尺寸、厚度、材料；在整车车轮底面设置刚性地面，整车车头正面设置用于碰撞的刚性墙面，将刚性地面和墙面设置为刚体，并施加约束，限制其3个方向的平移自由度。
S2，模拟虚拟新能源汽车整车以预设车速沿虚拟刚性地面行驶并撞击虚拟刚性墙体的全过程。
具体地，虚拟车辆可以以50km/h正面撞击虚拟刚性墙体，在有限元模型中即设置撞击初速度为13888.9mm/s，并对整车施加9800mm/s2的重力加速度。
S3，实时检测并提取从虚拟新能源汽车整车与虚拟刚性墙体到开始撞击到结束的过程中虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量，并判断虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量是否均满足预设条件，若是，则存储虚拟新能源汽车整车，用于设计整车。
其中，虚拟非刚体部件包括前门框、前围板和底盘等。
本发明的基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法采用CAE对车辆正面结构的抗碰撞性能进行仿真模拟，并判断在预设测试时间内，虚拟新能源汽车整车的加速度参数，虚拟新能源汽车整车前围板侵入量，虚拟新能源汽车整车前门框侵入量，虚拟新能源汽车整车电池包侵入量是否均满足预设条件，若满足，则存储整车初始参数，作为整车设计参数设计整车，通过CAE技术来模拟车辆的碰撞试验，无需耗费大量的人力与物力，避免了实际测试的危险性，降低了车辆碰撞测试的成本。
进一步地，上述基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，还包括：S4，若虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量中任一不满足预设条件，则调整虚拟新能源汽车整车，直到虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量均满足预设条件为止。
具体地，若整车初始参数未符合要求，则重新设定车架模型的尺寸、厚度、形状、材料中的一个或几个参数，并重复步骤S1～S3。
本发明的基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法不断更新和优化整车初始参数，直到整车有限元模型的实时参数满足预设条件为止，因此，能够找到整车结构设计中存在的缺陷，优化整车结构设计，减少测试次数，降低开发成本，缩短设计周期，提升设计效率。
进一步地，上述基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，还包括：根据整车初始参数构建虚拟新能源汽车整车，虚拟新能源汽车整车由多个有限元单元构成，有限元单元利用显示算法的缩减积分获取虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量，若虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量均满足预设条件，则整车初始参数作为整车设计参数设计整车。
进一步地，上述基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，还包括：评价虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量是否有效，具体包括以下步骤：
提取测试过程中预设时间从虚拟新能源汽车整车与虚拟刚性墙体到开始撞击到结束的过程中的动能变化曲线、内能变化曲线、沙漏能变化曲线、总能量变化曲线和虚拟新能源汽车整车质量变化曲线；
判断是否同时满足以下三个条件：沙漏能占总能量的百分比保持小于5％、质量变化百分比小于5％以及动能保持为正值；
若是，则虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量有效。
具体地，碰撞模拟过程中，显示算法中的有限元单元采用减缩积分进行计算，减缩积分的线性单元只在单元的中心有一个积分点，因此可能出现没有刚度的零能模式，即“沙漏模式”。沙漏模式超过一定的范围会导致模型能量不守恒，降低精确度和可信度。故提取碰撞计算过程中的动能、内能、沙漏能、和总能量曲线，总能量曲线变化应保持不变，碰撞过程中动能转化为内能。评价计算过程满足以下条件计算结果为有效，在沙漏过程中产生的沙漏能占比应小于5％，质量变化占比小于5％，接触滑动能为正值。
进一步地，上述基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，还包括：采集虚拟新能源汽车整车B柱下端的加速度随测试时间的变化曲线，并判断该变化曲线是否满足以下条件：加速度峰值点不超过50g，g为重力加速度；若满足，则判定虚拟新能源汽车整车的加速度参数满足条件。
具体地，虚拟新能源汽车整车B柱下端为车身在碰撞过程中比较稳定的区域，也是最接近成员的位置，此处的加速度表现形式与约束系统加载在成员身上的载荷基本相同。对于加速度曲线，曲线的峰值越低说明乘客感受的冲击加速度较低，持续时间越短表明乘客感受到的冲击加速度持续时间越短。
进一步地，上述基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，还包括：从虚拟新能源汽车整车前围板的乘员关键位置点、由于存在刚性部件易产生挤压的点和易变形的点中选取若干个关键点，采集各个关键点的侵入量随测试时间的变化曲线，并判断该变化曲线是否满足以下条件：侵入量峰值点不超过150mm；若满足，则判定虚拟新能源汽车整车前围板侵入量满足条件。
具体地，碰撞分析过程中，汽车前端的零部件受到碰撞后会向后移动，从而挤压前围板使前围板入侵乘员舱，造成驾驶员与乘员伤害，其入侵程度是整车正面碰撞评价的一个重要因素。例如，可以选取5到10个关键点。
进一步地，上述基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，还包括：选取虚拟新能源汽车整车前门框腰线位置，采集虚拟新能源汽车整车前门框腰线位置的侵入量随测试时间的变化曲线，并判断该变化曲线是否满足以下条件：侵入量峰值点小于20mm；若满足，则判定虚拟新能源汽车整车前门框侵入量满足条件。
具体地，整车正面碰撞过程中，前门框变形侵入量对乘员的生存区起重要的作用，较小的前门框侵入量可以保证较小的车门挤压变形量，有利于车门在碰撞结束后正常开启，为车内的乘员争取更多的逃生时间，并且较小的前门框侵入量可以反映车身的刚性强度，保证乘员的生存空间，降低乘员受到的伤害值。
进一步地，上述基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，还包括：采集虚拟新能源汽车整车电池包内各元件之间的相对位移量以及虚拟新能源汽车整车电池包与虚拟新能源汽车整车内与虚拟新能源汽车整车电池包相邻部件之间的相对位移量随测试时间的变化曲线，并判断该变化曲线是否满足以下条件：元件之间的相对位移量小于元件之间的距离，部件之间的相对位移量小于部件之间的距离；若满足，则判定虚拟新能源汽车整车电池包侵入量满足条件。
具体地，电池包设计的合理与否直接影响整车的安全性能，其评价结果需满足以下条件为合格，在碰撞过程中，电池包内部电器元件、电池未收到挤压，且电池结构未与其它部件干涉。
进一步地，上述基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，还包括：通过以下公式获取虚拟新能源汽车整车B柱下端的加速度：
其中，M为节点质量矩阵，为t时刻的节点加速度，P(t)为t时刻对虚拟新能源汽车整车所施加的外力，I(t)为t时刻虚拟新能源汽车整车受到的阻力。
进一步地，上述基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，还包括：各个关键点的侵入量通过各个关键点的加速度以及测试时间获取；虚拟新能源汽车整车前门框腰线位置的侵入量通过虚拟新能源汽车整车前门框腰线位置的加速度以及测试时间获取；虚拟新能源汽车整车电池包内各元件之间的相对位移量通过虚拟新能源汽车整车电池包内各元件的位移量获取，虚拟新能源汽车整车电池包内各元件的位移量通过虚拟新能源汽车整车电池包内各元件的加速度以及测试时间获取；虚拟新能源汽车整车电池包与虚拟新能源汽车整车内与虚拟新能源汽车整车电池包相邻部件之间的相对位移量通过虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量以及虚拟新能源汽车整车内与虚拟新能源汽车整车电池包相邻部件的位移量获取，虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量通过虚拟新能源汽车整车电池包的加速度以及测试时间获取，虚拟新能源汽车整车内与虚拟新能源汽车整车电池包相邻部件的位移量通过虚拟新能源汽车整车内与虚拟新能源汽车整车电池包相邻部件的加速度以及测试时间获取。
具体地，利用显示算法进行碰撞分析求解计算；显示算法应用中心差分法对运动方程进行显示的时间积分，应用一个增量步的动力学条件计算下一个增量步的动力学条件。在增量步开始时，程序求解动力学平衡方程，即用节点质量矩阵M乘以节点加速度等于节点的合力(在所施加的外力P与阻力I之间的差值)：
增量步开始时(t时刻)，计算加速度为：
对加速度在时间上进行积分：
即在增量步开始时通过满足动力学平衡条件的加速度，在时间上前推速度和位移。
本发明提供的基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的评价模拟测试方法，对车辆整车的整体结构和连接状态进行建模，通过显示计算求解碰撞过程，并说明判断计算过程有效性的方法，以及计算结构合格性的方法，从而得到车辆正面碰撞的评价结果；在评价结果不满足要求时，采用对整体结构影响由小到达的参数改变，提高整车的碰撞性能，使得设计过程中，很快的找到设计缺陷，优化设计，并减少试验次数，降低设计成本。
参见图2，本实施例的基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法具体实现如下：
步骤101：建立车辆整车有限元模型；
步骤102：根据实际工艺，建立整车各结构件之间的连接关系，包括铰链连接、焊接、胶粘以及螺栓连接等，并根据实际结构设定整车结构的尺寸、厚度、材料；
步骤103：在整车车轮底面设置刚性地面，整车车头正面设置用于碰撞的刚性墙面，将地面和墙面设置为刚体，并施加约束，限制其3个方向的平移自由度。例如，实验车辆以50km时速正面撞击刚性墙体，在有限元模型中即设置撞击初速度为13888.9mm/s，并整车施加9800mm/s2的重力加速度；
步骤104：利用显示算法进行碰撞分析求解计算；
步骤105：求解完毕评价计算过程是否有效；
步骤106：判断虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量是否均满足预设条件，例如，可以分以下4个方面进行评价，需同时满足合格条件，即判定碰撞计算结果符合要求。
(1)评价整车碰撞过程中加速度变化符合要求；评价计算过程满足以下条件则加速度变化符合要求，加速度曲线变化平稳，加速度峰值点不超过50g(g为重力加速度)；
(2)评价前围板侵入量是否符合要求；对前围板入侵量进行分析时，选取成员关键位置点、前方有较硬物体可能产生挤压的点、容易变形的点，共取5到10个关键点，提取该点侵入量，认为前围板入侵量小于150mm时，满足前围板入侵量要求；。
(3)评价前门框侵入量是否符合要求；前门框选取腰线位置，提取该位置侵入曲线，其最大值即前门框向内侵入指标，判定该值小于20mm为合格。
(4)评价电池包分析结果是否符合要求；电池包设计的合理与否直接影响整车的安全性能，其评价结果需满足以下条件为合格，在碰撞过程中，电池包内部电器元件、电池未收到挤压，且电池结构未与其它部件干涉。
步骤107：保存计算结果。
本发明通过对车辆整车碰撞的仿真模拟，建立完整的整车结构、连接关系模型，能对不同参数条件的整车碰撞性能进行评价。车辆的整车碰撞性能是其安全设计的一项重要内容，整车实车碰撞成本昂贵，并且破坏性试验无法进行循环试验。基于CAE仿真技术，无需进行整车正面碰撞试验，可以在产品发过程中快速研究构件的破坏机理，寻找结构薄弱环节，在设计阶段实现碰撞安全分析，改进结构设计以提高新能源汽车整车的正面碰撞性能。
此外，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
本发明实施例还提供了计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各个基于CAE的车辆电池包抗挤压性的模拟测试实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S1、构建虚拟新能源汽车整车、虚拟刚性地面和虚拟刚性墙体；S2、模拟虚拟新能源汽车整车以预设车速沿虚拟刚性地面行驶并撞击虚拟刚性墙体的全过程；S3、实时检测并提取从虚拟新能源汽车整车与虚拟刚性墙体到开始撞击到结束的过程中虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量，并判断虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量是否均满足预设条件，若是，则存储虚拟新能源汽车整车，用于设计整车；S4、若虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量中任一不满足预设条件，则调整虚拟新能源汽车整车，直到虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量均满足预设条件为止。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述基于物联网的知识产权许可系统中的执行过程。
所述计算机设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述计算机设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，上述计算机设备仅仅是计算机设备的示例，并不构成对计算机设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述计算机设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述计算机设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机设备的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述计算机设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
构建虚拟新能源汽车整车、虚拟刚性地面和虚拟刚性墙体；
模拟虚拟新能源汽车整车以预设车速沿虚拟刚性地面行驶并撞击虚拟刚性墙体的全过程；
实时检测并提取从虚拟新能源汽车整车与虚拟刚性墙体到开始撞击到结束的过程中虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量，并判断虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量是否均满足预设条件，若是，则存储虚拟新能源汽车整车，用于设计整车。
2.根据权利要求1所述的基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，其特征在于，还包括：根据整车初始参数构建虚拟新能源汽车整车，虚拟新能源汽车整车由多个有限元单元构成，有限元单元利用显示算法的缩减积分获取虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量，若虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量均满足预设条件，则整车初始参数作为整车设计参数设计整车。
3.根据权利要求2所述的基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，其特征在于，还包括：评价虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量是否有效，具体包括以下步骤：
提取测试过程中预设时间从虚拟新能源汽车整车与虚拟刚性墙体到开始撞击到结束的过程中的动能变化曲线、内能变化曲线、沙漏能变化曲线、总能量变化曲线和虚拟新能源汽车整车质量变化曲线；
判断是否同时满足以下三个条件：沙漏能占总能量的百分比保持小于5％、质量变化百分比小于5％以及动能保持为正值；
若是，则虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量有效。
4.根据权利要求3所述的基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，其特征在于，还包括：采集虚拟新能源汽车整车B柱下端的加速度随测试时间的变化曲线，并判断该变化曲线是否满足以下条件：加速度峰值点不超过50g，g为重力加速度；若满足，则判定虚拟新能源汽车整车的加速度参数满足条件。
5.根据权利要求4所述的基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，其特征在于，还包括：从虚拟新能源汽车整车前围板的乘员关键位置点、由于存在刚性部件易产生挤压的点和易变形的点中选取若干个关键点，采集各个关键点的侵入量随测试时间的变化曲线，并判断该变化曲线是否满足以下条件：侵入量峰值点不超过150mm；若满足，则判定虚拟新能源汽车整车前围板侵入量满足条件。
6.根据权利要求5所述的基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，其特征在于，还包括：选取虚拟新能源汽车整车前门框腰线位置，采集虚拟新能源汽车整车前门框腰线位置的侵入量随测试时间的变化曲线，并判断该变化曲线是否满足以下条件：侵入量峰值点小于20mm；若满足，则判定虚拟新能源汽车整车前门框侵入量满足条件。
7.根据权利要求6所述的基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，其特征在于，还包括：采集虚拟新能源汽车整车电池包内各元件之间的相对位移量以及虚拟新能源汽车整车电池包与虚拟新能源汽车整车内与虚拟新能源汽车整车电池包相邻部件之间的相对位移量随测试时间的变化曲线，并判断该变化曲线是否满足以下条件：元件之间的相对位移量小于元件之间的距离，部件之间的相对位移量小于部件之间的距离；若满足，则判定虚拟新能源汽车整车电池包侵入量满足条件。
8.根据权利要求7所述的基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，其特征在于，还包括：通过以下公式获取虚拟新能源汽车整车B柱下端的加速度：
其中，M为节点质量矩阵，为t时刻的节点加速度，P(t)为t时刻对虚拟新能源汽车整车所施加的外力，I(t)为t时刻虚拟新能源汽车整车受到的阻力。
9.根据权利要求1所述的基于CAE的新能源汽车整车正面结构抗撞性的模拟测试方法，其特征在于，还包括：
若虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量中任一不满足预设条件，则调整虚拟新能源汽车整车，直到虚拟新能源汽车整车的加速度参数、虚拟非刚体部件的形变量以及虚拟新能源汽车整车电池包的侵入量均满足预设条件为止。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-9任一项所述方法的步骤。
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