初始时刻安全带绷紧,INITIAL_STRAIN > 0 ; 初始时刻安全带松弛,INITIAL_STRAIN < 0
在世界范围内,有多种不同的测试程序来评估在侧面碰撞中车辆对乘员的保护性能。例如,美国应用的是修定后的FMVSS201法规(立柱侧面碰撞)、FMVSS214法规(可变型障碍壁侧面碰撞 MDB)及LINCAP消费者测试规程等。最近美国高速公路安全保险协会(IIHS)引入一个全新而具有挑战性的侧面碰撞测试规程,以评估SUV对小个女性乘员的在侧面碰撞中的伤害。在世界上其它大多数地区,侧面碰撞评估测试程序都与欧洲ECE R95法规和欧洲新车评估程序(Euro-NCAP)相同或相似。
在侧面碰撞载荷情况下,乘员损伤是由于乘员近距离与侵入的车辆结构直接发生接触而导致,给车辆安全设计提出了独特的挑战。在乘员安全设计优化的过程中,虚拟试验是一种颇具价值且节省开支的设计工具。 在侧面碰撞的安全设计和优化中,根据不同的设计阶段可以采用不同的模型和建模方法。设计阶段可分为:概念设计 (Concept Design);子结构(sub-structure) 或部件细化设计、评估与优化;整车模型的安全设计验证 (FVA – Full Vehicle Analysis)。MADYMO针对每一个设计阶段都提供了不同的侧面碰撞建模方法。
1. 概念模型 - 确定优选设计方案
结合多体侧撞假人模型,MADYMO多体求解器非常适合于概念设计建模开发阶段。这种建模方法可以快速建模,并且CPU计算时间短,计算结果具备很高的预测性,可以在概念设计阶段进行大量设计方案的对比,确保设计方案的合理性和有效性。
2. 子结构/部件细化模型 - 设计优化
子结构分析的优势在于可以避免整车结构分析的复杂性,而集中在关键部件的优化设计。 通常而言,子结构的baseline模型是从原始整车baseline模型 (FVA)中导出,因此其载荷条件也直接由原始FVA模型的模拟结果确定。子结构模型兼备建模细节和计算效率的优势,因此特别适合于对乘员约束系统的分析和优化。图3.2说明如何从原始FVA模型建立子结构模型。
3. 完整系统建模 - 设计验证
在安全设计优化结束后,就可以应用更新的FVA模型对新设计方案进行验证了。用于设计验证的FVA模型一般包括:整车结构、经优化的车辆内饰和约束系统、碰撞假人和障碍壁(刚性立柱或可变形移动障碍壁MDB)。 此时,需要利用非常细致的有限元模型,才能够评价结构设计改动对车身和乘员保护的影响。
为了便于FVA模拟,MADYMO提供了全系列经过严格验证的有限元侧撞假人和障碍壁模型。这些工具可以用于MADYMO独立模拟,也可与其它有限元程序耦合计算。MADYMO Model手册中详细介绍侧撞假人和障碍壁模型。
MADYMO PSM子结构法的最大优势在于计算效率和计算精度,非常适合于约束系统及车
门内饰的优化设计。
1. 计算效率
如下表所示,相对于整车有限元分析 (FVA),根据PSM部件的比例,PSM方法可提高计算效率6-18倍,可以将CPU时间降低到3-8小时。
模型规模 CPU 时间 加速比
整车有限元分析 (FVA) 48 小时 1 PSM (仅车门外板) 8 小时 6 PSM (整个车门结构) 3 小时 18
MADYMO提供全系列经过严格验证的假人模型,包括:
1. EuroSID-1 & -2 Japan/Europe side impact regulations & J-NCAP/Euro-NCAP
2. US DoT-SID FMVSS 214 & LINCAP
3. SID-HIII FMVSS 201-POLE
4. SID-IIs (small female) IIHS-SUV
利用AutoDOE进行Thorax airbag参数分析和优化设计:
优化目标:
在设计空间内达到最优保护性能
设计变量:
1. 气体发生器点火时间 Inflator triggering time: 3ms < TRIG < 12 ms 2. 气囊织物透气性 Fabric permeability: 0.0 < CDEX < 1.0
3. 气体温度方程 Gas temperature function: GTFUN [Hot, Medium, Cold]
伤害值:
1. 头部损伤值 Head injury criteria (HIC)
2. 胸部损伤指数 Thorax Trauma Index (TTI)
3. 髋部加速度峰值 Pelvis Peak Acceleration (PPA
这个???。。。。涉及到MADYMO的”哲学“问题了,你把几个fundamental概念弄混淆了。
1. bodies + joints = MADYMO multibody system
2. bodies本身不变形,可定义接触特性(Contact Characteristcs) 3. multibody system 的变形通过 joint DOF转动实