车辆急刹车工况传感器传感布置防护仿真分析与评价方法

技术领域

本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种车辆急刹车工况HDS传感器传感布置防护仿真分析与评价方法。

背景技术

随着汽车电动化、智能化及网联化程度的不断提高，相关传感器的布置数量也在同步增加，布置要求也日趋复杂，原有机舱以及乘员舱的布置空间已不能满足需求。为解决这一问题，将行李箱引入为传感器布置的新位置。

HDS传感器是针对L2级别行车辅助功能和泊车功能的关键传感器，考虑其对散热性能及布置空间的要求，一些车辆将其布置在行李箱隔板位置。为保障其日常使用过程中的安全性能，需保证其在车辆急刹车工况，即使被行李箱中物体冲击仍具备正常使用能力。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种车辆急刹车工况HDS传感器传感布置防护仿真分析与评价方法，以解决模拟HDS在急刹车工况过程中受冲击载荷的变形姿态，实现HDS传感器在急刹车工况碰撞防护仿真分析，提升仿真分析精度，并使结构轻量化，成本最小化的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种车辆急刹车工况HDS传感器传感布置防护仿真分析及评价方法，包括如下步骤：

A、边界设定

A1、选取多个不同尺寸的行李箱设定HDS传感器碰撞撞击块尺寸大小，对碰撞模拟器质量进行设定；

A2、撞击角度设定为平碰和角碰两个方向；

A3、撞击工况设定为车辆高速行驶条件下急刹车工况，急刹车过程中减速度为1g；

B、仿真加载

B1、建立白车身、HDS传感器与HDS传感器固定装置、碰撞撞击块半车模型；

B2、碰撞撞击块位于后备箱尾部，撞击角度设定为平碰和角碰两个方向；

B3、半车模型建立整车自接触，摩擦系数设为μ；

B4、HDS传感器与HDS传感器固定装置建立测力接触；

B5、对半车模型加载急刹车工况下减速度，加载位置选取在地板下车身纵梁；

B6、通在半车模型非变形区建立局部坐标系；

C、结果评价

C1、HDS传感器与HDS传感器固定装置接触力为零；

C2、HDS传感器固定装置应变≤S；

C3、HDS传感器固定装置变形量≤D。

进一步地，步骤A1，所述行李箱尺寸选择20、24和28英寸。

进一步地，步骤A1，碰撞模拟器质量设定为60kg。

进一步地，步骤B2，平碰角度为行李箱碰撞模拟器在Y向范围内100％与HDS传感器固定装置重合，X向位于后备箱尾端；角碰角度为行李箱碰撞模拟器在Y向范围内100％与HDS传感器固定装置重合，X向位于后备箱尾端。

进一步地，步骤B4，HDS传感器与HDS传感器固定装置通过PRIMER-CONTACT-FORCE_TRANSDUCER_PENALTY建立测力接触，slave side通过part id模式选择HDS传感器零件，master side通过part id模式选择HDS传感器固定装置零件，用于评价HDS传感器与HDS传感器固定装置之间是否发生接触及接触力大小。

进一步地，步骤B5，通过PRIMER-BOUNDRY-PRESCRIBED_MOTION功能对半车模型加载急刹车工况下减速度，加载位置选取在地板下车身纵梁，加载点通过NSID模式选取相应NODE，通过DOF对半车模型自由度进行限制，DO F选择1，仅保留X向自由度，通过VAD选择加载模式为加速度，通过LCID加载急刹车工况下加速度。

进一步地，步骤B6，通过PRIMER-DEFINE-COORDINATE，模式选择为DEFINE-COORDINATE-NODES,依次选取坐标原点、X向定位点、Y向定位点三个NODE，在半车模型非变形区建立局部坐标系CSYS1。

进一步地，步骤C1，针对半车模型计算结果，通过IHIS读取CONTACT-FO RCE_TRANSDUCER_PENALTY输出的HDS传感器与HDS传感器固定装置接触力，要求HDS传感器与HDS传感器固定装置接触力为零，即HDS传感器与HDS传感器固定装置接无接触。

进一步地，步骤C2，针对半车模型计算结果，通过D3PLOT中STRAIN-PLA STIC-STRAIN,模式选取为MAX ALL INT PTS读取HDS传感器固定装置应变，要求HDS传感器固定装置应变≤S，若HDS传感器固定装置屈服≤280mpa，S推荐为20％，HDS传感器固定装置屈服≥280mpa，S推荐为10％。

进一步地，步骤C3，针对半车模型计算结果，通过D3PLOT中Displacement_DX-X-DISPLACEMENT，REF FRAME通过USER-DEFINED中CSYS1，输出HDS传感器固定装置变形量，要求HDS传感器固定装置变形量≤D，D推荐为HDS传感器与HDS传感器固定装置之间距离。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过对HDS传感器、HDS传感器固定装置建立精细化仿真模型，设计仿真分析边界，模拟HDS在急刹车工况过程中受冲击载荷的变形姿态，提升仿真分析精度；

2、本发明通过对HDS传感器、HDS传感器固定装置建立仿真分析指标，建立HDS传感器急刹车工况仿真分析标准，实现HDS传感器在急刹车工况碰撞防护仿真分析从无到有的技术突破；

3、本发明通过对HDS传感器、HDS传感器固定装置建立精细化仿真分析及评价方法，减少设计冗余，实现结构轻量化、成本最小化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1车辆急刹车工况传感器传感布置防护仿真分析与评价方法的步骤流程图；

图2半车模型示意图；

图3行李箱HDS传感器示意图；

图4碰撞模拟卷平碰角度示意图；

图5碰撞模拟卷角碰角度示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

建立仿真分析和评价方法如下：首先，进行数据收集，然后，分析边界制定，接着，评价标准制定，最后，进行结果分析。由于，HDS传感器是针对L2级别行车辅助功能和泊车功能的关键传感器，考虑其对散热性能及布置空间的要求，一些车辆将其布置在行李箱隔板位置，为保障其日常使用过程中安全性能，需保证其在车辆急刹车工况即使别行李箱中物体冲击仍具备正常使用能力。

为此，本发明提供了一种车辆急刹车工况HDS传感器传感布置防护仿真分析及评价方法，包括如下步骤：

一、边界设定

1、选取20、24、28英寸行李箱作为HDS传感器碰撞撞击块尺寸大小，碰撞模拟器质量设定为60kg；

2、撞击角度设定为平碰和角碰两个方向；

3、撞击工况设定为车辆高速行驶条件下急刹车工况，急刹车过程中减速度为1g。

二、仿真加载

以20英寸行李箱为例：

1、建立白车身、HDS传感器与HDS传感器固定装置、碰撞撞击块半车模型；

2、碰撞撞击块位于后备箱尾部，撞击角度设定为平碰和角碰两个方向；

3、半车模型建立通过PRIMER-CONTACT-AUTOMATIC_SINGLE_SURFA CE建立整车自接触，摩擦系数设为μ；

4、HDS传感器与HDS传感器固定装置通过PRIMER-CONTACT-FORCE_TR ANSDUCER_PENALTY建立测力接触；

5、通过PRIMER-BOUNDRY-PRESCRIBED_MOTION功能对半车模型加载急刹车工况下减速度，加载位置选取在地板下车身纵梁；

6、通过PRIMER-DEFINE-COORDINATE在半车模型非变形区建立局部坐标系CSYS1。

三、结果评价

1、HDS传感器与HDS传感器固定装置接触力为零；

2、HDS传感器固定装置应变≤S；

3、HDS传感器固定装置变形量≤D。

实施例1

一种车辆急刹车工况HDS传感器传感布置防护仿真分析及评价方法，包括以下步骤：

一、边界设定

结合常见使用场景及撞击载荷考虑，尺寸选取20、24、28英寸行李箱作为HDS传感器碰撞撞击块尺寸大小，碰撞模拟器质量设定为60kg。

考虑实际使用场景中，后备箱物品摆放特点，撞击角度设定为平碰和角碰两个方向。平碰角度为行李箱碰撞模拟器在Y向范围内100％与HDS传感器固定装置重合，X向位于后备箱尾端；角碰角度为行李箱碰撞模拟器在Y向范围内100％与HDS传感器固定装置重合，X向位于后备箱尾端。

撞击工况为车辆高速行驶条件下急刹车工况，急刹车过程中减速度为1g

二、仿真加载

以20英寸行李箱为例，24英寸及28英寸行李箱仿真方法及评价规则相同。

建立白车身、HDS传感器与HDS传感器固定装置、碰撞撞击块半车模型，其中材料、料厚等信息按照实际情况赋予，如图2所示。

碰撞撞击块位于后备箱尾部，撞击角度设定为平碰和角碰两个方向，平碰角度为行李箱碰撞模拟器在Y向范围内100％与HDS传感器固定装置重合，X向位于后备箱尾端；角碰角度为行李箱碰撞模拟器在Y向范围内100％与HDS传感器固定装置重合，X向位于后备箱尾端，如图3所示。

半车模型通过PRIMER-CONTACT-AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE建立整车自接触，slave side通过part set模式选择所有需要接触的零件号，摩擦系数设为μ，μ推荐为0.3。

HDS传感器与HDS传感器固定装置通过PRIMER-CONTACT-FORCE_TR ANSDUCER_PENALTY建立测力接触，slave side通过part id模式选择HDS传感器零件，master side通过part id模式选择HDS传感器固定装置零件，用于评价HDS传感器与HDS传感器固定装置之间是否发生接触及接触力大小。

通过PRIMER-BOUNDRY-PRESCRIBED_MOTION功能对半车模型加载急刹车工况下减速度，加载位置选取在地板下车身纵梁，加载点通过NSID模式选取相应NODE，通过DOF对半车模型自由度进行限制，DOF选择1，仅保留X向自由度，通过VAD选择加载模式为加速度，通过LCID加载急刹车工况下加速度，如图2所示。

通过PRIMER-DEFINE-COORDINATE，模式选择为DEFINE-COORDINAT E-NODES，依次选取坐标原点、X向定位点、Y向定位点三个NODE，在半车模型非变形区建立局部坐标系CSYS1。

三、结果评价针对半车模型计算结果，通过IHIS读取CONTACT-FORCE_TRANSDUCER_PENALTY输出的HDS传感器与HDS传感器固定装置接触力，要求HDS传感器与HDS传感器固定装置接触力为零，即HDS传感器与HDS传感器固定装置接无接触。

针对半车模型计算结果，通过D3PLOT中STRAIN-PLASTIC-STRAIN,模式选取为MAXALL INT PTS读取HDS传感器固定装置应变，要求HDS传感器固定装置应变≤S，若HDS传感器固定装置屈服≤280mpa，S推荐为20％，HD S传感器固定装置屈服≥280mpa，S推荐为10％。

针对半车模型计算结果，通过D3PLOT中Displacement_DX-X-DISPLACE MENT，REFFRAME通过USER-DEFINED中CSYS1，输出HDS传感器固定装置变形量，要求HDS传感器固定装置变形量≤D，D推荐为HDS传感器与HDS传感器固定装置之间距离。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。