一種模擬汽車正面碰撞的臺(tái)車試驗(yàn)方法及臺(tái)車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于試驗(yàn)驗(yàn)證領(lǐng)域，提供了一種模擬汽車正面碰撞的臺(tái)車試驗(yàn)方法及臺(tái)車包括基礎(chǔ)小車、汽車縱梁、副車架、上車體及剛性動(dòng)力總成，所述臺(tái)車試驗(yàn)方法包括以下步驟：A、建立騾子車的CAE仿真碰撞模型；B、根據(jù)騾子車仿真碰撞模型制定等效的臺(tái)車的CAE仿真碰撞模型；C、將騾子車仿真碰撞模型與臺(tái)車仿真碰撞模型進(jìn)行仿真數(shù)據(jù)分析；D、將臺(tái)車仿真碰撞模型的仿真數(shù)據(jù)分析結(jié)果與騾子車仿真碰撞模型仿真數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)標(biāo)；如結(jié)果一致，則試制及組裝臺(tái)車進(jìn)行碰撞試驗(yàn)驗(yàn)證；如結(jié)果不一致，則重新對(duì)臺(tái)車仿真碰撞模型進(jìn)行仿真分析及對(duì)標(biāo)。旨在解決試驗(yàn)臺(tái)車加工困難、成本高、準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】
一種模擬汽車正面碰撞的臺(tái)車試驗(yàn)方法及臺(tái)車
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于試驗(yàn)驗(yàn)證領(lǐng)域，尤其涉及一種模擬汽車正面碰撞的臺(tái)車試驗(yàn)方法及臺(tái)車。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車正面碰撞安全性研究的深入，對(duì)于正面碰撞安全性目標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)、獲得理論研究所需要的相關(guān)數(shù)據(jù)以及對(duì)汽車進(jìn)行認(rèn)證都離不開(kāi)正面碰撞安全性試驗(yàn)。實(shí)車碰撞試驗(yàn)是評(píng)價(jià)汽車安全性最直接、最有說(shuō)服力的方法，但是試驗(yàn)費(fèi)用昂貴，難以進(jìn)行多次重復(fù)試驗(yàn)。在此背景下，就急需尋找一種低成本的汽車正面碰撞試驗(yàn)方法，而目前最常見(jiàn)的就是將實(shí)車簡(jiǎn)化臺(tái)車或者騾子車。
[0003]臺(tái)車碰撞試驗(yàn)是用臺(tái)車來(lái)取代實(shí)車的碰撞試驗(yàn)方法。在臺(tái)車試驗(yàn)中，要求臺(tái)車具有足夠的強(qiáng)度和剛度，一般的臺(tái)車碰撞試驗(yàn)是將需要進(jìn)行驗(yàn)證的汽車車身吸能結(jié)構(gòu)安裝在剛性基礎(chǔ)臺(tái)車前部進(jìn)行碰撞試驗(yàn)，以此驗(yàn)證吸能結(jié)構(gòu)的吸能性能，為汽車車身設(shè)計(jì)提供依據(jù)。而騾子車是在新車開(kāi)發(fā)初期，為了驗(yàn)證整車總體設(shè)計(jì)、底盤、安全等性能，用已有車身與新設(shè)計(jì)的下車體拼焊成新車身結(jié)構(gòu)，制然后裝上新設(shè)計(jì)的底盤、動(dòng)力總成等。
[0004]目前安全碰撞前期開(kāi)發(fā)中，正面碰撞車身結(jié)構(gòu)驗(yàn)證主要為構(gòu)建騾子車進(jìn)行碰撞試驗(yàn)或采用減速型臺(tái)車試驗(yàn)，這類試驗(yàn)的缺點(diǎn)是:
騾子車試驗(yàn)是作為汽車開(kāi)發(fā)前期考察設(shè)計(jì)合理性的重要試驗(yàn)階段，其由現(xiàn)有車型的部件手工改制而成，主要存在加工困難、成本高、準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)等為問(wèn)題，且試驗(yàn)過(guò)程易出現(xiàn)由于制造因素導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。傳統(tǒng)臺(tái)車如圖1所示的某車型臺(tái)車試驗(yàn)，只能得到前縱梁吸能區(qū)的加速度曲線，只能考證吸能區(qū)的合理性而與實(shí)車的加速度曲線特性相差太大，存在目標(biāo)簡(jiǎn)單、獲取數(shù)據(jù)單一等問(wèn)題，無(wú)法將曲線用于約束系統(tǒng)評(píng)估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種模擬汽車正面碰撞的臺(tái)車試驗(yàn)方法，旨在解決試驗(yàn)臺(tái)車加工困難、成本高、準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種模擬汽車正面碰撞的臺(tái)車試驗(yàn)方法，包括基礎(chǔ)小車、汽車縱梁、副車架、上車體及剛性動(dòng)力總成，所述臺(tái)車試驗(yàn)方法包括以下步驟:
A、建立騾子車的CAE仿真碰撞模型；
B、根據(jù)騾子車仿真碰撞模型制定等效的臺(tái)車的CAE仿真碰撞模型；
C、將騾子車仿真碰撞模型與臺(tái)車仿真碰撞模型進(jìn)行仿真數(shù)據(jù)分析；
D、將臺(tái)車仿真碰撞模型的仿真數(shù)據(jù)分析結(jié)果與騾子車仿真碰撞模型仿真數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)標(biāo)；如結(jié)果一致，則試制及組型臺(tái)車進(jìn)行碰撞試驗(yàn)驗(yàn)證；如結(jié)果不一致，則重新對(duì)臺(tái)車仿真碰撞模型進(jìn)行仿真分析及對(duì)標(biāo)。
[0007]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述步驟A中還包括步驟:
Al、對(duì)騾子車的ACE仿真碰撞模型進(jìn)行前艙布置優(yōu)化及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。
[0008]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述前艙布置優(yōu)化是將其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，利用剛度較小的結(jié)構(gòu)替換易發(fā)生變形的鈑金結(jié)構(gòu)，利用剛度較大的結(jié)構(gòu)替換變形量較小或不發(fā)生變形的框架結(jié)構(gòu)。
[0009]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述結(jié)構(gòu)優(yōu)化是將梁系之間使用剛性結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，并通過(guò)螺栓緊固件進(jìn)行固定，整體結(jié)構(gòu)固定在剛性板上。
[0010]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述步驟C中還包括步驟:
Cl、仿真數(shù)據(jù)分析主要對(duì)碰撞加速度、壓潰變形及關(guān)鍵吸能部件截面力進(jìn)行分析。
[0011 ]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述步驟D中還包括步驟:
D1、將臺(tái)車仿真數(shù)據(jù)分析的碰撞加速度、壓潰變形及關(guān)鍵吸能部件截面力的結(jié)果與騾子車仿真數(shù)據(jù)分析的碰撞加速度、壓潰變形及關(guān)鍵吸能部件截面力進(jìn)行對(duì)比。
[0012]本發(fā)明的另一目的在于提供一種臺(tái)車，所述臺(tái)車包括基礎(chǔ)小車、汽車縱梁、副車架、上車體及剛性動(dòng)力總成，所述上車體、副車架、剛性動(dòng)力總成分別與所述基礎(chǔ)小車連接，所述汽車縱梁與所述副車架連接。
[0013]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述上車體、副車架、剛性動(dòng)力總成分別與所述基礎(chǔ)小車通過(guò)螺栓或焊接或鉚焊連接，所述汽車縱梁與所述副車架通過(guò)螺栓或焊接或鉚焊連接。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:解決試驗(yàn)臺(tái)車加工困難、成本高、準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的某車型臺(tái)車試驗(yàn)對(duì)比圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種模擬汽車正面碰撞的臺(tái)車試驗(yàn)方法步驟流程圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的臺(tái)車加速度曲線對(duì)比圖；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的臺(tái)車速度曲線對(duì)比圖；
圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的臺(tái)車試驗(yàn)方法效益對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]附圖標(biāo)記:
圖2示出了本發(fā)明提供的一種模擬汽車正面碰撞的臺(tái)車試驗(yàn)方法步驟流程圖，包括基礎(chǔ)小車、汽車縱梁、副車架、上車體及剛性動(dòng)力總成，
所述臺(tái)車試驗(yàn)方法包括以下步驟:
步驟SI，建立騾子車的CAE仿真碰撞模型;對(duì)騾子車的ACE仿真碰撞模型進(jìn)行前艙布置優(yōu)化及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。前艙布置優(yōu)化是將其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，利用剛度較小的結(jié)構(gòu)替換易發(fā)生變形的鈑金結(jié)構(gòu)，利用剛度較大的結(jié)構(gòu)替換變形量較小或不發(fā)生變形的框架結(jié)構(gòu)，在對(duì)整車進(jìn)行簡(jiǎn)化臺(tái)車設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們主要通過(guò)部件簡(jiǎn)化以及代替逐步實(shí)現(xiàn)了本專利所涉及的相關(guān)試驗(yàn)樣車制造。結(jié)構(gòu)優(yōu)化是將梁系之間使用剛性結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，并通過(guò)螺栓緊固件進(jìn)行固定，整體結(jié)構(gòu)固定在剛性板上，利用左、中、右三個(gè)通道采集加速度信號(hào)。為了避免臺(tái)車整體結(jié)構(gòu)超重，對(duì)后端剛性板上非安裝位置進(jìn)行裁剪。在發(fā)動(dòng)機(jī)模擬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，考慮發(fā)動(dòng)機(jī)觸碰和傳動(dòng)軸頂死時(shí)刻是較為重要的時(shí)間點(diǎn)，在該部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，主要是為了獲取與整車加速度幅值接近的加速度曲線，故考慮以軸向安裝的薄壁梁結(jié)構(gòu)代替發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)。由于二階加速度階段有兩個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻，則采用二級(jí)結(jié)構(gòu)，即采用不等長(zhǎng)的薄壁梁來(lái)模擬加速度的兩個(gè)峰值時(shí)刻以及對(duì)應(yīng)的加速度幅值。
[0017]步驟S2，根據(jù)騾子車仿真碰撞模型制定等效的臺(tái)車的CAE仿真碰撞模型。
[0018]步驟S3，將騾子車仿真碰撞模型與臺(tái)車仿真碰撞模型進(jìn)行仿真數(shù)據(jù)分析;仿真數(shù)據(jù)分析主要對(duì)碰撞加速度、壓潰變形及關(guān)鍵吸能部件截面力進(jìn)行分析。
[0019]步驟S4，將臺(tái)車仿真碰撞模型的仿真數(shù)據(jù)分析結(jié)果與騾子車仿真碰撞模型仿真數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)標(biāo);將臺(tái)車仿真數(shù)據(jù)分析的碰撞加速度、壓潰變形及關(guān)鍵吸能部件截面力的結(jié)果與騾子車仿真數(shù)據(jù)分析的碰撞加速度、壓潰變形及關(guān)鍵吸能部件截面力進(jìn)行對(duì)比；如結(jié)果一致，則試制及組裝臺(tái)車進(jìn)行碰撞試驗(yàn)驗(yàn)證;如結(jié)果不一致，則重新對(duì)臺(tái)車仿真碰撞模型進(jìn)行仿真分析及對(duì)標(biāo)。
[0020]—種臺(tái)車包括基礎(chǔ)小車、汽車縱梁、副車架、上車體及剛性動(dòng)力總成，所述上車體、副車架、剛性動(dòng)力總成分別與所述基礎(chǔ)小車連接，所述汽車縱梁與所述副車架連接。
[0021]所述上車體、副車架、剛性動(dòng)力總成分別與所述基礎(chǔ)小車通過(guò)螺栓或焊接或鉚焊等連接方式連接，所述汽車縱梁與所述副車架通過(guò)螺栓或焊接或鉚焊等連接方式連接。通過(guò)螺栓或焊接或鉚焊等連接方式連接可以將個(gè)部件牢固的連接在一起。
[0022]臺(tái)車試驗(yàn)方法主要是為了解決騾子車制造困難、造價(jià)高的問(wèn)題，因此兩者在驗(yàn)證正碰性能上必須是等效的。
[0023]首先，通過(guò)設(shè)計(jì)部門建立的騾子車3D數(shù)模搭建騾子車的CAE仿真碰撞模型，并進(jìn)行前艙布置優(yōu)化和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。
[0024]其次，根據(jù)優(yōu)化后騾子車仿真模型制定等效的臺(tái)車方案，并建立臺(tái)車的CAE仿真碰撞模型，進(jìn)行臺(tái)車模型與騾子車模型對(duì)標(biāo)。臺(tái)車?yán)闷嚳v梁、副車架等關(guān)鍵碰撞吸能結(jié)構(gòu)零件組裝車身前部下車體，利用薄壁梁系組裝成前部上車體等效結(jié)構(gòu)，利用剛性大的型材與薄壁梁的組合替代發(fā)動(dòng)機(jī)，最后將以上結(jié)構(gòu)組裝到基礎(chǔ)臺(tái)車上(基礎(chǔ)臺(tái)車由ECE R95側(cè)碰小車改制而成)。在對(duì)標(biāo)過(guò)程中與實(shí)車一致的前下車體及底盤不做更改，而用于替代發(fā)動(dòng)機(jī)及上車體結(jié)構(gòu)的構(gòu)件作為對(duì)標(biāo)時(shí)主要調(diào)整的對(duì)象。仿真對(duì)標(biāo)后的臺(tái)車模型需保證碰撞加速度、壓潰變形、關(guān)鍵吸能件截面力等指標(biāo)與騾子車一致。
[0025]然后，根據(jù)臺(tái)車仿真分析方案進(jìn)行臺(tái)車的試制和改造。
[0026]最后，進(jìn)行臺(tái)車碰撞試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。
[0027]采用模擬汽車正面碰撞的臺(tái)車試驗(yàn)方法，能有效的復(fù)現(xiàn)實(shí)車碰撞試驗(yàn)加速度曲線以及前縱梁壓潰變形吸能。
[0028]經(jīng)臺(tái)車試驗(yàn)驗(yàn)證，臺(tái)車試驗(yàn)各部分的變形結(jié)果與有限元模型仿真結(jié)果吻合，且可以完整復(fù)現(xiàn)整車試驗(yàn)結(jié)果曲線。
[0029]臺(tái)車試驗(yàn)結(jié)果表明，臺(tái)車的試驗(yàn)/仿真數(shù)據(jù)與目標(biāo)車型的整車碰撞加速度、速度曲線吻合度較高，驗(yàn)證了試驗(yàn)方法的高可靠性。圖3、4是加速度曲線對(duì)比圖以及速度曲線對(duì)比圖。
[0030]該臺(tái)車具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，成本低廉并且能夠模擬實(shí)車碰撞加速度曲線等特點(diǎn)，可替代現(xiàn)有騾子車試驗(yàn)。該試驗(yàn)臺(tái)車試驗(yàn)方法已通過(guò)工藝試制并加工組裝成臺(tái)車樣件，通過(guò)CAE分析和正面碰撞試驗(yàn)的驗(yàn)證。采用模擬汽車正面碰撞的臺(tái)車試驗(yàn)方法，能有效降低新車開(kāi)發(fā)中樣車試制成本，縮短新車型開(kāi)發(fā)時(shí)間周期。如圖5所示，將騾子車與臺(tái)車對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)臺(tái)車試驗(yàn)方法相較于汽車正面碰撞的準(zhǔn)備時(shí)間，可縮短2個(gè)月準(zhǔn)備期;經(jīng)濟(jì)效益方面，臺(tái)車試驗(yàn)可以替代現(xiàn)有騾子車，大大節(jié)省新車型開(kāi)發(fā)成本。
[0031]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種模擬汽車正面碰撞的臺(tái)車試驗(yàn)方法，包括基礎(chǔ)小車、汽車縱梁、副車架、上車體及剛性動(dòng)力總成，其特征在于，所述臺(tái)車試驗(yàn)方法包括以下步驟: A、建立騾子車的CAE仿真碰撞模型； B、根據(jù)騾子車仿真碰撞模型制定等效的臺(tái)車的CAE仿真碰撞模型； C、將騾子車仿真碰撞模型與臺(tái)車仿真碰撞模型進(jìn)行仿真數(shù)據(jù)分析； D、將臺(tái)車仿真碰撞模型的仿真數(shù)據(jù)分析結(jié)果與騾子車仿真碰撞模型仿真數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)標(biāo);如結(jié)果一致，則試制及組裝臺(tái)車進(jìn)行碰撞試驗(yàn)驗(yàn)證;如結(jié)果不一致，則重新對(duì)臺(tái)車仿真碰撞模型進(jìn)行仿真分析及對(duì)標(biāo)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臺(tái)車試驗(yàn)方法，其特征在于，所述步驟A中還包括步驟: Al、對(duì)騾子車的ACE仿真碰撞模型進(jìn)行前艙布置優(yōu)化及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的臺(tái)車試驗(yàn)方法，其特征在于，所述前艙布置優(yōu)化是將其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，利用剛度較小的結(jié)構(gòu)替換易發(fā)生變形的鈑金結(jié)構(gòu)，利用剛度較大的結(jié)構(gòu)替換變形量較小或不發(fā)生變形的框架結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的臺(tái)車試驗(yàn)方法，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)優(yōu)化是將梁系之間使用剛性結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，并通過(guò)螺栓緊固件進(jìn)行固定，整體結(jié)構(gòu)固定在剛性板上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臺(tái)車試驗(yàn)方法，其特征在于，所述步驟C中還包括步驟: Cl、仿真數(shù)據(jù)分析主要對(duì)碰撞加速度、壓潰變形及關(guān)鍵吸能部件截面力進(jìn)行分析。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臺(tái)車試驗(yàn)方法，其特征在于，所述步驟D中還包括步驟: D1、將臺(tái)車仿真數(shù)據(jù)分析的碰撞加速度、壓潰變形及關(guān)鍵吸能部件截面力的結(jié)果與騾子車仿真數(shù)據(jù)分析的碰撞加速度、壓潰變形及關(guān)鍵吸能部件截面力進(jìn)行對(duì)比。7.—種權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的臺(tái)車，其特征在于，所述臺(tái)車包括基礎(chǔ)小車、汽車縱梁、副車架、上車體及剛性動(dòng)力總成，所述上車體、副車架、剛性動(dòng)力總成分別與所述基礎(chǔ)小車連接，所述汽車縱梁與所述副車架連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的臺(tái)車，其特征在于，所述上車體、副車架、剛性動(dòng)力總成分別與所述基礎(chǔ)小車通過(guò)螺栓或焊接或鉚焊連接，所述汽車縱梁與所述副車架通過(guò)螺栓或焊接或鉚焊連接。
【文檔編號(hào)】G01M17/007GK106053092SQ201610376585
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】呂俊成, 莫易敏, 林智桂, 王峰, 賈麗剛, 羅覃月, 廖賢明, 蘇東
【申請(qǐng)人】上汽通用五菱汽車股份有限公司