CN113155474A - 汽车碰撞吸能测试方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车碰撞吸能测试方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：获取待测试车辆的各预设吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度；基于壁障对待测试车辆进行正面碰撞测试；获取各预设吸能区域的截面力、待测试车辆的悬置状态、待测试车辆的轮胎压缩量以及总动能；根据初始长度、悬置状态以及轮胎压缩量选取预设调整策略；根据总动能以及截面力通过预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，得到车辆吸能区域布局参数。通过对车辆进行正面碰撞测试，根据不同的测试结果选择不同的调整策略，对初始刚度以及初始长度进行调整，考虑了轮胎的压缩量，更准确的设计出碰撞吸能空间布局，避免了后期的反复验证。
Description
技术领域
本发明涉及汽车测试技术领域，尤其涉及一种汽车碰撞吸能测试方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
目前汽车碰撞吸能的测试方法中一般将驾驶舱(前围板为基准)前面的区域视为吸能区，尽量增大变形和压溃量，增加能量吸收和缓冲；后面的区域为保护区，尽量减少变形，保证乘员舱的完整性。
现有的吸能区一般将前面区域又分为3个区。1区，2区和3区。纵向空间分别为D1，D2，D3，对应的刚度分别为K1，K2，K3，对应的截面力为F1，F2，F3。各区所吸收的能量为Q1＝F1*D1；Q2＝F2*D2；Q3＝F3*K3。对于C-NCAP(China-New Car Assessment Programme，中国新车评价规程)中的100％正面碰撞测试来说，总能量为Q＝(m*V2)/2＝Q1+Q2+Q3，即汽车的总动能＝汽车总的吸收能量。
随着汽车技术发展，汽车在造型上发生了改变，大多数情况下轮毂已经超过了发动机的尺寸，现有的碰撞吸能的测试方法没有考虑汽车轮胎和轮毂的尺寸、变形及吸能，不能为设计各吸能区的布局提供准确的数据。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种汽车碰撞吸能测试方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有的碰撞吸能的测试方法不能为设计各吸能区的布局提供准确的数据的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种汽车碰撞吸能测试方法，所述方法包括以下步骤：
获取待测试车辆的各预设吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度；
基于壁障对待测试车辆进行正面碰撞测试；
获取各预设吸能区域的截面力、所述待测试车辆的悬置状态、所述待测试车辆的轮胎压缩量以及总动能；
根据所述初始长度、所述悬置状态以及所述轮胎压缩量选取预设调整策略；
根据所述总动能以及所述截面力通过所述预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，得到车辆吸能区域布局参数。
可选地，所述根据所述总动能以及所述截面力通过所述预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，得到车辆吸能区域布局参数，包括：
获取所述壁障的变形量以及截面受力；
根据所述总动能、所述截面力、所述变形量以及所述截面受力通过所述预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，得到车辆吸能区域布局参数，其中，所述目标吸能区域包括前防撞梁和吸能盒区域以及吸能盒与动力总成之间的区域中的至少一个。
可选地，所述根据所述初始长度、所述悬置状态以及所述轮胎压缩量选取预设调整策略，包括：
在所述悬置状态为悬置未失效断裂，且第一吸能区域对应的第一初始长度与所述轮胎压缩量之和大于第二吸能区域对应的第二初始长度时，选取第一预设调整策略，其中，所述第一吸能区域为吸能盒与轮胎之间的区域，所述第二吸能区域为吸能盒与动力总成之间的区域；
所述根据所述总动能、所述截面力、所述变形量以及所述截面受力通过所述预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，包括：
根据所述总动能、所述截面力、所述变形量以及所述截面受力通过第一预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整。
可选地，所述根据所述初始长度、所述悬置状态以及所述轮胎压缩量选取预设调整策略，包括：
在所述悬置状态为悬置未失效断裂，且第一吸能区域对应的第一初始长度与所述轮胎压缩量之和小于或者等于第二吸能区域对应的第二初始长度时，选取第二预设调整策略，其中，所述第一吸能区域为吸能盒与轮胎之间的区域，所述第二吸能区域为吸能盒与动力总成之间的区域；
所述根据所述总动能、所述截面力、所述变形量以及所述截面受力通过所述预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，包括：
根据所述总动能、所述截面力、所述变形量以及所述截面受力通过第二预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整。
可选地，所述根据所述初始长度、所述悬置状态以及所述轮胎压缩量选取预设调整策略，包括：
在所述悬置状态为悬置失效断裂时，选取第三预设调整策略；
所述根据所述总动能、所述截面力、所述变形量以及所述截面受力通过所述预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，包括：
获取发动机对应的后移量；
根据所述总动能、所述截面力、所述变形量、所述截面受力以及所述后移量通过第三预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整。
可选地，所述获取各预设吸能区域的截面力，包括：
基于CAE仿真模型在各预设吸能区域设置截面；
在正面碰撞测试过程中，获取所述截面对应的受力随时间变化的截面力曲线；
对所述截面力曲线取均值，得到各预设吸能区域的截面力。
可选地，所述获取待测试车辆的各预设吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度之前，所述方法还包括：
将所述待测试车辆吸能区划分为若干预设吸能区域，其中，所述预设吸能区域至少包括：吸能盒与轮胎之间的区域、吸能盒与动力总成之间的区域以及前防撞梁和吸能盒区域。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种汽车碰撞吸能测试装置，所述汽车碰撞吸能测试装置包括：
获取模块，用于获取待测试车辆的各预设吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度；
碰撞测试模块，用于基于壁障对待测试车辆进行正面碰撞测试；
所述获取模块，还用于获取各预设吸能区域的截面力、所述待测试车辆的悬置状态、所述待测试车辆的轮胎压缩量以及总动能；
选取模块，用于根据所述初始长度、所述悬置状态以及所述轮胎压缩量选取预设调整策略；
调整模块，用于根据所述总动能以及所述截面力通过所述预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，得到车辆吸能区域布局参数。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种汽车碰撞吸能测试设备，所述汽车碰撞吸能测试设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的汽车碰撞吸能测试程序，所述汽车碰撞吸能测试程序配置为实现如上文所述的汽车碰撞吸能测试方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有汽车碰撞吸能测试程序，所述汽车碰撞吸能测试程序被处理器执行时实现如上文所述的汽车碰撞吸能测试方法的步骤。
本发明通过获取待测试车辆的各预设吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度；基于壁障对待测试车辆进行正面碰撞测试；获取各预设吸能区域的截面力、待测试车辆的悬置状态、待测试车辆的轮胎压缩量以及总动能；根据初始长度、悬置状态以及轮胎压缩量选取预设调整策略；根据总动能以及截面力通过预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，得到车辆吸能区域布局参数。通过上述方式，对车辆进行正面碰撞测试，根据不同的测试结果选择不同的调整策略，对初始刚度以及初始长度进行调整，考虑了轮胎的压缩量，更准确的设计出碰撞吸能空间布局，避免了后期的反复验证，解决了现有的碰撞吸能的测试方法不能为设计各吸能区的布局提供准确的数据的技术问题。
附图说明
图1本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的汽车碰撞吸能测试设备的结构示意图；
图2为本发明汽车碰撞吸能测试方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明汽车碰撞吸能测试方法一实施例的吸能区域划分示意图；
图4为本发明汽车碰撞吸能测试方法第二实施例的流程示意图；
图5为本发明汽车碰撞吸能测试装置第一实施例的结构框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的汽车碰撞吸能测试设备结构示意图。
如图1所示，该汽车碰撞吸能测试设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless-FIdelity，WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对汽车碰撞吸能测试设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及汽车碰撞吸能测试程序。
在图1所示的汽车碰撞吸能测试设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明汽车碰撞吸能测试设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在汽车碰撞吸能测试设备中，所述汽车碰撞吸能测试设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的汽车碰撞吸能测试程序，并执行本发明实施例提供的汽车碰撞吸能测试方法。
本发明实施例提供了一种汽车碰撞吸能测试方法，参照图2，图2为本发明汽车碰撞吸能测试方法第一实施例的流程示意图。
本实施例中，所述汽车碰撞吸能测试方法包括以下步骤：
步骤S10：获取待测试车辆的各预设吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度。
可以理解的是，本实施例的执行主体为汽车碰撞吸能测试设备，所述汽车碰撞吸能测试设备可以为与正面碰撞测试台架通信连接的设备，也可以为安装有仿真分析软件的电脑、服务器等设备，也可以为其他具有相同或相似功能的设备，本实施例以安装有仿真分析软件的电脑为例进行说明。
需要说明的是，预设吸能区域由用户提前设置，可以分为三个区域：前防撞梁和吸能盒区域、吸能盒与发动机之间的区域以及发动机与前围板之间的区域，也可以另外设置，本实施例采用图3所示的划分方式进行预设区域划分，在进行测试之前，对待测试车辆的车身进行仿真，设置吸能区各预设吸能区域内各部件的初始刚度以及初始长度，例如，设置吸能盒的初始刚度以及初始长度、设置前防撞梁的初始刚度以及初始长度，初始长度是指部件在纵向方向上的长度，纵向方向是指车辆发生正面碰撞时的受力方向，将各预设吸能区域的初始刚度以及初始长度存储在预设存储区域中。本实施例各预设吸能区域内部件(设置刚度的部件)主要包括：前防撞梁、吸能盒、主纵梁以及前围板。
进一步地，所述步骤S10之前，所述方法还包括：将所述待测试车辆吸能区划分为若干预设吸能区，其中，所述预设吸能区至少包括：吸能盒与轮胎之间的区域、吸能盒与动力总成之间的区域以及前防撞梁和吸能盒区域。
参照图3，图3为本发明汽车碰撞吸能测试方法一实施例的吸能区域划分示意图，在本实施例中，发动机与变速箱构成动力总成，各预设吸能区域分别为：A0：壁障的变形量；A1：发动机；A2：变速箱；A3：轮毂；A4：轮胎；A5：前防撞梁和吸能盒区域；A6：吸能盒与动力总成之间的区域；A7：动力总成与前围板之间的区域；A8：吸能盒与轮胎之间的区域；A9：吸能盒与轮毂之间的区域；A10：轮毂与后视镜之间的区域。进行区域划分后，对各预设吸能区域的部件进行刚度以及长度设置，例如，设置A5区域的前防撞梁以及吸能盒的刚度和长度。
步骤S20：基于壁障对待测试车辆进行正面碰撞测试。
可以理解的是，具体地，基于CAE(Computer Aided Engineering，计算机辅助工程)对待测试车辆的车身进行仿真的过程中，建立待测试车辆的有限元模型，并建立三维笛卡尔坐标系。对整车模型进行CAE网格划分及模型简化，对于吸能区域内的结构件进行细致的划分，忽略非重要结构的小零件，将变形刚度较大的部件视为刚体。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，并根据实际结构或者设计预想设置各部件的尺寸、厚度以及材料；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可变形墙面，模拟待测试车辆以预设车速沿地面行驶并撞击壁障。
步骤S30：获取各预设吸能区域的截面力、所述待测试车辆的悬置状态、所述待测试车辆的轮胎压缩量以及总动能。
可以理解的是，对模拟待测试车辆的碰撞过程进行监测，悬置状态包括：失效断裂和未失效断裂，轮胎压缩量主要根据轮胎的尺寸以及轮毂的尺寸确定，总动能根据测试过程中设置的速度确定。
需要说明的是，获取所述待测试车辆的轮胎压缩量，包括：获取预设压缩比例、轮胎尺寸以及轮毂尺寸，根据轮胎尺寸以及轮毂尺寸确定外胎厚度，根据预设压缩比例以及外胎厚度确定待测试车辆的轮胎压缩量。
应当理解的是，在具体实现中，轮胎压强视为保持不变，大小为P，根据公式(1)确定待测试车辆的轮胎压缩量：
B＝0.75*(A4-A3) 公式(1)
其中，B表征轮胎压缩量，A4表征轮胎直径，A3表征轮毂直径，本实施例的预设压缩比例为0.75。
根据公式(2)确定正面碰撞测试过程中的总动能：
其中，Q表征总动能，V为正面碰撞测试的速度，m为待测试车辆的重量。
具体地，所述获取各预设吸能区域的截面力，包括：基于CAE仿真模型在各预设吸能区域设置截面；在正面碰撞测试过程中，获取所述截面对应的受力随时间变化的截面力曲线；对所述截面力曲线取均值，得到各预设吸能区域的截面力。
步骤S40：根据所述初始长度、所述悬置状态以及所述轮胎压缩量选取预设调整策略。
可以理解的是，根据不同的布局、轮胎压缩量以及不同的测试结果选取预设调整策略。
需要说明的是，本实施例中的预设调整策略主要包括三个：
在悬置未失效断裂，且初始长度中吸能盒与轮胎之间的区域长度和轮胎压缩量之和大于吸能盒与轮胎之间的区域的长度(A8+B>A6)时，选取第一预设调整策略；
在悬置未失效断裂，且初始长度中吸能盒与轮胎之间的区域长度和轮胎压缩量之和小于或者等于吸能盒与轮胎之间的区域的长度(A8+B≤A6)时，选取第二预设调整策略；
在悬置失效断裂，此时A8+B>A6，选取第三预设调整策略。
步骤S50：根据所述总动能以及所述截面力通过所述预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，得到车辆吸能区域布局参数。
需要说明的是，根据不同的预设调整策略对吸能区域内部件的刚度以及长度进行调整，在一定速度和一定质量下，总能量是基本不变的。为了使设计结构与总能量相匹配，除了修改刚度以产生不同的截面力来匹配和适应，在考虑整车造型和满足总布置要求的前提下，还可以通过修改前端各个吸能区域的长度来匹配。例如前防撞梁和吸能盒区域(A5)为最先碰撞与吸能区域，而且相对来说具有一定的独立性，跟前防撞梁一般也是可拆卸的安装方式，优先选择调整A5区域，其次选择A6区域，只有在考虑发动机悬置失效的情况下才会选择A7区域。
本实施例通过获取待测试车辆的各预设吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度；基于壁障对待测试车辆进行正面碰撞测试；获取各预设吸能区域的截面力、待测试车辆的悬置状态、待测试车辆的轮胎压缩量以及总动能；根据初始长度、悬置状态以及轮胎压缩量选取预设调整策略；根据总动能以及截面力通过预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，得到车辆吸能区域布局参数。通过上述方式，对车辆进行正面碰撞测试，根据不同的测试结果选择不同的调整策略，对初始刚度以及初始长度进行调整，考虑了轮胎的压缩量，更准确的设计出碰撞吸能空间布局，避免了后期的反复验证，解决了现有的碰撞吸能的测试方法不能为设计各吸能区的布局提供准确的数据的技术问题。
参考图4，图4为本发明汽车碰撞吸能测试方法第二实施例的流程示意图。
基于上述第一实施例，本实施例汽车碰撞吸能测试方法在所述步骤S50，包括：
步骤S501：获取所述壁障的变形量以及截面受力。
可以理解的是，在进行仿真测试时，在壁障处设置截面，在待测试车辆与壁障发生碰撞时，获取截面力，通过CAE分析出来的截面力为一条随时间变化的受力曲线，对截面力曲线取均值，得到壁障的截面受力。
步骤S502：根据所述总动能、所述截面力、所述变形量以及所述截面受力通过所述预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，得到车辆吸能区域布局参数，其中，所述目标吸能区域包括前防撞梁和吸能盒区域以及吸能盒与动力总成之间的区域中的至少一个。
需要说明的是，在汽车做CNCAP的100％正碰测试时，前方会放置一块木板，木板会变形以及吸能，在本实施例的方案中，对实际碰撞进行更准确的模拟，考虑了在碰撞过程中壁障的变形量以及受力情况，依据总动能以壁障的变形情况对吸能区域内各部件进行调整。
具体地，在一实施例中，所述步骤S40，包括：在所述悬置状态为悬置未失效断裂，且第一吸能区域对应的第一初始长度与所述轮胎压缩量之和大于第二吸能区域对应的第二初始长度时，选取第一预设调整策略，其中，所述第一吸能区域为吸能盒与轮胎之间的区域，所述第二吸能区域为吸能盒与动力总成之间的区域；
所述根据所述总动能、所述截面力、所述变形量以及所述截面受力通过所述预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，包括：根据所述总动能、所述截面力、所述变形量以及所述截面受力通过第一预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整。
可以理解的是，第一吸能区域为吸能盒与轮胎之间的区域(A8)，第二吸能区域为吸能盒与动力总成之间的区域(A6)，也就是说，在悬置状态为悬置未失效断裂，且A8+B>A6时，选取第一预设调整策略。
需要说明的是，第一预设调整策略为根据公式(3)对目标吸能区域的长度以及刚度进行调整：
其中，Q为总动能；F0为壁障的截面受力；A0为壁障的变形量；F6为吸能盒与动力总成之间的区域的截面力；A6为吸能盒与动力总成之间的区域的长度；F5为前防撞梁和吸能盒区域的截面力；A5为前防撞梁和吸能盒区域的长度。
在具体实现中，在一定速度和一定质量下，总能量是基本不变的。为了使设计结构与总能量相匹配，除了修改刚度以产生不同的截面力来匹配和适应，在考虑整车造型和满足总布置要求的前提下，还可以通过修改前端各个吸能区域的长度来匹配。在悬置状态为悬置未失效断裂，且A8+B>A6时，根据公式(3)对前防撞梁和吸能盒区域的刚度以及长度进行调整，由于前防撞梁和吸能盒区域(A5)为最先碰撞与吸能区域，而且相对来说具有一定的独立性，跟前防撞梁一般也是可拆卸的安装方式，优先选择调整A5区域，其次选择A6区域。调整截面力的方式可以通过修改构成截面的钣金厚度、材料、形状，也可以采用在截面上增加零部件或者较少零部件，以适应设计的刚度和/或截面力的匹配需求。
具体地，在一实施例中，所述步骤S40，包括：在所述悬置状态为悬置未失效断裂，且第一吸能区域对应的第一初始长度与所述轮胎压缩量之和小于或者等于第二吸能区域对应的第二初始长度时，选取第二预设调整策略，其中，所述第一吸能区域为吸能盒与轮胎之间的区域，所述第二吸能区域为吸能盒与动力总成之间的区域；
所述根据所述总动能、所述截面力、所述变形量以及所述截面受力通过所述预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，包括：根据所述总动能、所述截面力、所述变形量以及所述截面受力通过第二预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整。
可以理解的是，第一吸能区域为吸能盒与轮胎之间的区域(A8)，第二吸能区域为吸能盒与动力总成之间的区域(A6)，也就是说，在悬置状态为悬置未失效断裂，且A8+B≤A6时，选取第二预设调整策略。
需要说明的是，第二预设调整策略为根据公式(4)对目标吸能区域的长度以及刚度进行调整：
其中，Q为总动能；F0为壁障的截面受力；A0为壁障的变形量；F6为吸能盒与动力总成之间的区域的截面力；A8为吸能盒与轮胎之间的区域的长度；B为轮胎压缩量；F5为前防撞梁和吸能盒区域的截面力；A5为前防撞梁和吸能盒区域的长度。
所述根据所述总动能、所述截面力、所述变形量以及所述截面受力通过第二预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，包括：根据所述总动能、所述轮胎压缩量、所述第一初始长度、所述截面力、所述变形量以及所述截面受力通过第二预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整。
在具体实现中，通过第二预设调整策略主要是对前防撞梁和吸能盒区域的长度、刚度以及吸能盒与动力总成之间的区域的刚度进行调整，如果采用第二预设调整策略对吸能盒与动力总成之间的区域的长度进行调整，在A8+B>A6时，选择第一预设调整策略继续对吸能盒与动力总成之间的区域的长度进行调整。
具体地，在一实施例中，所述步骤S40，包括：在所述悬置状态为悬置失效断裂时，选取第三预设调整策略；
所述根据所述总动能、所述截面力、所述变形量以及所述截面受力通过所述预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，包括：获取发动机对应的后移量；根据所述总动能、所述截面力、所述变形量、所述截面受力以及所述后移量通过第三预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整。
需要说明的是，如果悬置失效断裂，说明先撞到发动机前端，即(A8+B)>A6，碰撞后发动机向后移动的后移量为C，第三预设调整策略为根据公式(5)对目标吸能区域的长度以及刚度进行调整：
其中，Q为总动能；F0为壁障的截面受力；A0为壁障的变形量；F6为吸能盒与动力总成之间的区域的截面力；A6为吸能盒与动力总成之间的区域的长度；C为发动机后移量；F5为前防撞梁和吸能盒区域的截面力；A5为前防撞梁和吸能盒区域的长度。
在具体实现中，根据第三预设调整策略调整预设吸能区的长度以及刚度时，优先选择调整A5区域，其次选择A6区域，另外可以选择A7区域进行调整，在对A7区域长度及刚度进行调整时，在调整完成后再次进行正面碰撞测试，直到悬置未失效断裂，然后根据实际情况选择第一预设调整策略或第二预设调整策略对目标预设吸能区的长度以及刚度进行调整。
本实施例通过获取壁障的变形量以及截面受力；根据总动能、截面力、变形量以及截面受力通过预设调整策略对目标吸能区域的初始刚度以及初始长度进行调整，得到车辆吸能区域布局参数。通过不同的测试结果选择不同的调整策略，考虑了轮胎的压缩量以及可变现壁障的变形量，为设计碰撞吸能区域的布局提供更准确的数据，解决了现有的碰撞吸能的测试方法不能为设计各吸能区的布局提供准确的数据的技术问题。
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有汽车碰撞吸能测试程序，所述汽车碰撞吸能测试程序被处理器执行时实现如上文所述的汽车碰撞吸能测试方法的步骤。
参照图5，图5为本发明汽车碰撞吸能测试装置第一实施例的结构框图。
如图5所示，本发明实施例提出的汽车碰撞吸能测试装置包括：
获取模块10，用于获取待测试车辆的各预设吸能区域的初始刚度以及初始长度。
需要说明的是，预设吸能区域由用户提前设置，可以分为三个区域：前防撞梁和吸能盒区域、吸能盒与动力总成之间的区域以及发动机与前围板之间的区域，也可以另外设置，本实施例采用图3所示的划分方式进行预设区域划分，在进行测试之前，对待测试车辆的车身进行仿真，设置吸能区各预设吸能区域内各部件的初始刚度以及初始长度，例如，设置吸能盒的初始刚度以及初始长度、设置前防撞梁的初始刚度以及初始长度，初始长度是指部件在纵向方向上的长度，纵向方向是指车辆发生正面碰撞时的受力方向，将各预设吸能区域的初始刚度以及初始长度存储在预设存储区域中。本实施例各预设吸能区域内部件(设置刚度的部件)主要包括：前防撞梁、吸能盒、主纵梁以及前围板。
进一步地，所述获取模块10，还用于将所述待测试车辆吸能区划分为若干预设吸能区，其中，所述预设吸能区至少包括：吸能盒与轮胎之间的区域、吸能盒与动力总成之间的区域以及前防撞梁和吸能盒区域。
参照图3，图3为本发明汽车碰撞吸能测试方法一实施例的吸能区域划分示意图，在本实施例中，发动机与变速箱构成动力总成，各预设吸能区域分别为：A0：壁障的变形量；A1：发动机；A2：变速箱；A3：轮毂；A4：轮胎；A5：前防撞梁和吸能盒区域；A6：吸能盒与动力总成之间的区域；A7：动力总成与前围板之间的区域；A8：吸能盒与轮胎之间的区域；A9：吸能盒与轮毂之间的区域；A10：轮毂与后视镜之间的区域。进行区域划分后，对各预设吸能区域的部件进行刚度以及长度设置，例如，设置A5区域的前防撞梁以及吸能盒的刚度和长度。
碰撞测试模块20，用于基于壁障对待测试车辆进行正面碰撞测试。
可以理解的是，具体地，基于CAE(Computer Aided Engineering，计算机辅助工程)对待测试车辆的车身进行仿真的过程中，建立待测试车辆的有限元模型，并建立三维笛卡尔坐标系。对整车模型进行CAE网格划分及模型简化，对于吸能区域内的结构件进行细致的划分，忽略非重要结构的小零件，将变形刚度较大的部件视为刚体。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，并根据实际结构或者设计预想设置各部件的尺寸、厚度以及材料；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可变形墙面。模拟待测试车辆以预设车速沿地面行驶并撞击壁障。
所述获取模块10，还用于获取各预设吸能区域的截面力、所述待测试车辆的悬置状态、所述待测试车辆的轮胎压缩量以及总动能。
可以理解的是，对模拟待测试车辆的碰撞过程进行监测，悬置状态包括：失效断裂和未失效断裂，轮胎压缩量主要根据轮胎的尺寸以及轮毂的尺寸确定，总动能根据测试过程中设置的速度确定。
需要说明的是，获取所述待测试车辆的轮胎压缩量，包括：获取预设压缩比例、轮胎尺寸以及轮毂尺寸，根据轮胎尺寸以及轮毂尺寸确定外胎厚度，根据预设压缩比例以及外胎厚度确定待测试车辆的轮胎压缩量。
应当理解的是，在具体实现中，轮胎压强视为保持不变，大小为P，根据公式(1)确定待测试车辆的轮胎压缩量：
B＝0.75*(A4-A3) 公式(1)
其中，B表征轮胎压缩量，A4表征轮胎直径，A3表征轮毂直径，本实施例的预设压缩比例为0.75。
根据公式(2)确定正面碰撞测试过程中的总动能：
其中，Q表征总动能，V为正面碰撞测试的速度，m为待测试车辆的重量。
具体地，所述获取模块10，还用于：基于CAE仿真模型在各预设吸能区域设置截面；在正面碰撞测试过程中，获取所述截面对应的受力随时间变化的截面力曲线；对所述截面力曲线取均值，得到各预设吸能区域的截面力。
选取模块30，用于根据所述初始长度、所述悬置状态以及所述轮胎压缩量选取预设调整策略。
可以理解的是，根据不同的布局、轮胎压缩量以及不同的测试结果选取预设调整策略。
需要说明的是，本实施例中的预设调整策略主要包括三个：
在悬置未失效断裂，且初始长度中吸能盒与轮胎之间的区域长度和轮胎压缩量之和大于吸能盒与轮胎之间的区域的长度(A8+B>A6)时，选取第一预设调整策略；
在悬置未失效断裂，且初始长度中吸能盒与轮胎之间的区域长度和轮胎压缩量之和小于或者等于吸能盒与轮胎之间的区域的长度(A8+B≤A6)时，选取第二预设调整策略；
在悬置失效断裂，此时A8+B>A6，选取第三预设调整策略。
调整模块40，用于根据所述总动能以及所述截面力通过所述预设调整策略对目标吸能区域的初始刚度以及初始长度进行调整，得到车辆吸能区域布局参数。
需要说明的是，根据不同的预设调整策略对吸能区域内部件的刚度以及长度进行调整，在一定速度和一定质量下，总能量是基本不变的。为了使设计结构与总能量相匹配，除了修改刚度以产生不同的截面力来匹配和适应，在考虑整车造型和满足总布置要求的前提下，还可以通过修改前端各个吸能区域的长度来匹配。例如前防撞梁和吸能盒区域(A5)为最先碰撞与吸能区域，而且相对来说具有一定的独立性，跟前防撞梁一般也是可拆卸的安装方式，优先选择调整A5区域，其次选择A6区域，只有在考虑发动机悬置失效的情况下才会选择A7区域。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。
本实施例通过获取待测试车辆的各预设吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度；基于壁障对待测试车辆进行正面碰撞测试；获取各预设吸能区域的截面力、待测试车辆的悬置状态、待测试车辆的轮胎压缩量以及总动能；根据初始长度、悬置状态以及轮胎压缩量选取预设调整策略；根据总动能以及截面力通过预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，得到车辆吸能区域布局参数。通过上述方式，对车辆进行正面碰撞测试，根据不同的测试结果选择不同的调整策略，对初始刚度以及初始长度进行调整，考虑了轮胎的压缩量，更准确的设计出碰撞吸能空间布局，避免了后期的反复验证，解决了现有的碰撞吸能的测试方法不能为设计各吸能区的布局提供准确的数据的技术问题。
需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的汽车碰撞吸能测试方法，此处不再赘述。
此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(Read Only Memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种汽车碰撞吸能测试方法，其特征在于，所述汽车碰撞吸能测试方法包括：
获取待测试车辆的各预设吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度；
基于壁障对待测试车辆进行正面碰撞测试；
获取各预设吸能区域的截面力、所述待测试车辆的悬置状态、所述待测试车辆的轮胎压缩量以及总动能；
根据所述初始长度、所述悬置状态以及所述轮胎压缩量选取预设调整策略；
根据所述总动能以及所述截面力通过所述预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，得到车辆吸能区域布局参数。
2.如权利要求1所述的汽车碰撞吸能测试方法，其特征在于，所述根据所述总动能以及所述截面力通过所述预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，得到车辆吸能区域布局参数，包括：
获取所述壁障的变形量以及截面受力；
根据所述总动能、所述截面力、所述变形量以及所述截面受力通过所述预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，得到车辆吸能区域布局参数，其中，所述目标吸能区域包括前防撞梁和吸能盒区域以及吸能盒与动力总成之间的区域中的至少一个。
3.如权利要求2所述的汽车碰撞吸能测试方法，其特征在于，所述根据所述初始长度、所述悬置状态以及所述轮胎压缩量选取预设调整策略，包括：
在所述悬置状态为悬置未失效断裂，且第一吸能区域对应的第一初始长度与所述轮胎压缩量之和大于第二吸能区域对应的第二初始长度时，选取第一预设调整策略，其中，所述第一吸能区域为吸能盒与轮胎之间的区域，所述第二吸能区域为吸能盒与动力总成之间的区域；
所述根据所述总动能、所述截面力、所述变形量以及所述截面受力通过所述预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，包括：
根据所述总动能、所述截面力、所述变形量以及所述截面受力通过第一预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整。
4.如权利要求2所述的汽车碰撞吸能测试方法，其特征在于，所述根据所述初始长度、所述悬置状态以及所述轮胎压缩量选取预设调整策略，包括：
在所述悬置状态为悬置未失效断裂，且第一吸能区域对应的第一初始长度与所述轮胎压缩量之和小于或者等于第二吸能区域对应的第二初始长度时，选取第二预设调整策略，其中，所述第一吸能区域为吸能盒与轮胎之间的区域，所述第二吸能区域为吸能盒与动力总成之间的区域；
所述根据所述总动能、所述截面力、所述变形量以及所述截面受力通过所述预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，包括：
根据所述总动能、所述截面力、所述变形量以及所述截面受力通过第二预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整。
5.如权利要求2所述的汽车碰撞吸能测试方法，其特征在于，所述根据所述初始长度、所述悬置状态以及所述轮胎压缩量选取预设调整策略，包括：
在所述悬置状态为悬置失效断裂时，选取第三预设调整策略；
所述根据所述总动能、所述截面力、所述变形量以及所述截面受力通过所述预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，包括：
获取发动机对应的后移量；
根据所述总动能、所述截面力、所述变形量、所述截面受力以及所述后移量通过第三预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整。
6.如权利要求1-5中任一项所述的汽车碰撞吸能测试方法，其特征在于，所述获取各预设吸能区域的截面力，包括：
基于CAE仿真模型在各预设吸能区域设置截面；
在正面碰撞测试过程中，获取所述截面对应的受力随时间变化的截面力曲线；
对所述截面力曲线取均值，得到各预设吸能区域的截面力。
7.如权利要求1-5中任一项所述的汽车碰撞吸能测试方法，其特征在于，所述获取待测试车辆的各预设吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度之前，所述方法还包括：
将所述待测试车辆吸能区划分为若干预设吸能区域，其中，所述预设吸能区域至少包括：吸能盒与轮胎之间的区域、吸能盒与动力总成之间的区域以及前防撞梁和吸能盒区域。
8.一种汽车碰撞吸能测试装置，其特征在于，所述汽车碰撞吸能测试装置包括：
获取模块，用于获取待测试车辆的各预设吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度；
碰撞测试模块，用于基于壁障对待测试车辆进行正面碰撞测试；
所述获取模块，还用于获取各预设吸能区域的截面力、所述待测试车辆的悬置状态、所述待测试车辆的轮胎压缩量以及总动能；
选取模块，用于根据所述初始长度、所述悬置状态以及所述轮胎压缩量选取预设调整策略；
调整模块，用于根据所述总动能以及所述截面力通过所述预设调整策略对目标吸能区域内部件的初始刚度以及初始长度进行调整，得到车辆吸能区域布局参数。
9.一种汽车碰撞吸能测试设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的汽车碰撞吸能测试程序，所述汽车碰撞吸能测试程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的汽车碰撞吸能测试方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有汽车碰撞吸能测试程序，所述汽车碰撞吸能测试程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的汽车碰撞吸能测试方法的步骤。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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