(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221079890 3.3 (22)申请日 2022.07.08 (71)申请人 江铃汽车股份有限公司 地址 330000 江西省南昌市南昌县 迎宾中 大道2111号 (72)发明人 袁杰　徐莉　侯聚英　江乐生　 李文凤　 (74)专利代理 机构 南昌大牛知识产权代理事务 所(普通合伙) 36135 专利代理师 刘华 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) (54)发明名称 一种行人头碰试验矩阵设计及分析方法、 程 序产品和设备 (57)摘要 本发明公开了一种行人头碰试验矩阵设计 及分析方法， 包括头型冲击器对汽 车前风挡玻璃 中心点和边缘区域的冲击试验， 获得头型冲击器 质心处的加速度时间曲线， 并搭建有限元仿真模 型， 进行仿真试验， 对比仿真试验结果和实车测 试试验结果， 修正有限元仿真模型， 最后运用有 限元仿真模型对汽车机盖区域和前挡风玻璃区 域上的头 型测试点进行不同角度的仿真分析， 获 得测试点的头型损害值HIC， 本发明采用试验矩 阵与仿真相结合的方式， 不用对测试区内的测试 点逐一进行物理试验， 也可得出真实的测试区头 型点伤害值 分布情况； 且能够应对造型变更带来 的前风挡玻璃倾角变化后的头型伤害值评估。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 115099109 A 2022.09.23 CN 115099109 A 1.一种行 人头碰试验矩阵设计及分析 方法， 其特 征在于， 所述方法具体包括： 采用头型冲击器对汽车前风挡玻璃中心点进行若干次行人保护头型冲击试验T1， 获得 头型冲击器质心处X、 Y、 Z方向的加速度时间曲线； 搭建初始行人头部冲击有限元仿真模型， 进行有限元仿真试验， 仿真试验与上述试验 T1获得的加速度时间曲线进行对比分析， 如果对比分析结果满足要求， 则初始行人头部冲 击有限元模型为初始对标模型M1， 否则对初始行人头部冲击有限元模型进行调整， 直至对 比分析结果满足要求； 对汽车前风挡玻璃边缘区域进行若干次行人保护头型冲击试验T2， 将初始对标模型M1 与试验T2分别获得的加速度时间曲线对比分析， 如果对比分析结果满足要求， 则初始对比 模型M1转化为校准对比模 型M2， 若否， 则对初始对比模 型M1进行调整， 直至对比分析满足要 求； 对车辆进行行人保护头型化线， 获得汽车机盖区域和前挡风玻璃区域上的头型测试 点， 利用校准对比模型M2对汽车机盖区域和前挡风玻璃区域上的头型测试点进行仿真分 析， 测算每个点的加速度时间曲线， 根据加速度时间曲线积分得到头型损害值HIC， 根据头 型损害值HIC对每 个测试点进行打 分， 统计所有测试点的分数， 得 出得分统计结果S1； 改变头型冲击器对前风挡玻璃的冲击角度， 对汽车前风挡玻璃边缘区域再次进行若干 次行人保护头型冲击试验T3， 将校准对比模型M2与试验T3的试验结果对比分析， 如果对比 分析结果满足要求， 则校准对比模 型M2转化为标准对标模 型M3， 若否， 则对校准对比模 型M2 进行调整， 直至对比分析满足要求； 利用标准对比模型M3对汽车机盖区域和前挡风玻璃区域上的头型测试点进行仿真分 析， 测算每个点的加速度时间曲线， 根据加速度时间曲线积分得到头型损害值HIC， 根据头 型损害值HIC对每个测试点进行打分， 统计所有测试点的分数， 得出得分统计结果S2， 对比 S1及S2， 得 出玻璃倾角变化对行 人保护头型 得分的影响。 2.根据权利要求1所述的一种行人头碰试验矩阵设计及 分析方法， 其特征在于， 采用头 型冲击器对 汽车前风挡玻璃中心点进行若干次行 人保护头型冲击试验T1具体包括： 选取其前风挡玻璃中心点C1， 进行行人保护头型冲击试验T1， 其中头型为4.5kg成人头 型， 冲击速度40km/h， 对于玻璃中心点所到达的车辆包络线高度不同， 选择不同的冲击角 度； 每次试验完 需更换前风挡玻璃， 并使车辆静置24小时等待玻璃胶完全干透后再进行试 验， 重复试验8次。 3.根据权利要求2所述的一种行人头碰试验矩阵设计及 分析方法， 其特征在于， 对于玻 璃中心点所到 达的车辆包络线高度不同， 选择不同的冲击角度具体设置为： 在WAD1700～WAD2100范围时， 冲 击角度选用与水平面夹角65 °向下， 超过WAD2100时， 角 度选用与水平面夹角6 0°向下。 4.根据权利要求1所述的一种行人头碰试验矩阵设计及 分析方法， 其特征在于， 所述对 汽车前风挡玻璃边 缘区域进行若干次行 人保护头型冲击试验T2具体包括： 在汽车前挡风玻璃上标记边界线， 其中边界线为玻璃不可透光区域向玻璃中心偏移 165mm得到； 在该界上选取四组试验点， 每组试验点分别由边界线上的点、 边界线向内100mm的点，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115099109 A 2和边界线向外100mm的三个点组成， 其中玻璃底部边界线上选取三组点， 每组相隔100～ 200mm， 玻璃侧边界线上选取一组点， 位置与玻璃中心点高度相同； 对每个试验点行 人保护头型冲击试验， 每 个点重复2 ～3次。 5.根据权利要求1所述的一种行人头碰试验矩阵设计及 分析方法， 其特征在于， 所述仿 真试验结果与行 人保护头型冲击试验得到的加速度时间曲线 进行对比分析 具体包括： 将若干次行人保护头型冲击试验得到的加速度时间曲线进行拟合， 比较拟合得到的加 速度时间曲线与仿 真试验结果得到的加速度时间曲线趋势、 峰值和头型损害值HIC， 如果曲 线之间的重合度大于90％以及头型损害值HIC偏 差小于10％， 则对比分析结果满足要求， 否 则对比分析 结果不满足要求。 6.根据权利要求5所述的一种行人头碰试验矩阵设计及 分析方法， 其特征在于， 所述头 型损害值HIC计算公式如下： 头型损害值 其中， t1， t2为碰撞过程中的任意时刻， a(t)表示头型冲击器质心的三轴合成加速度， g 是重力加速度； t2‑t1＝15ms， 在加速度时间曲线选取加速度变化 最大15ms的区间范围。 7.根据权利要求1所述的一种行人头碰试验矩阵设计及 分析方法， 其特征在于， 对初始 行人头部冲击有限元仿真模型、 初始对标模型M1和校准对比模型M2调整具体包括： 调整网格单元大小、 网格单元的法向、 部件的网络类型、 网络密度、 部件的材料力学性 能曲线和部件的连接关系。 8.根据权利要求1所述一种行人头碰试验矩阵设计及 分析方法， 其特征在于， 所述对车 辆进行行人保护头型化线， 获得汽车机盖区域和前挡风玻璃区域上的头型测试点具体包 括： 在汽车机 盖区域和前挡风玻璃区域上划分包络线； 获取头型冲击器的头型纵轴 线与前挡风玻璃的交点， 以交点为中心， 向上下左右扩散， 每间隔10 0mm标记一个网格点； 选取包络线WAD10 00～WAD23 00之间区域内的网格点， 设置为头型测试点。 9.一种行人碰撞头部伤害试验矩阵设计及分析程序产品， 其特征在于， 用于执行如权 利要求1‑8任一项所述方法的步骤程序， 实现行 人碰撞头 部伤害试验矩阵设计及分析。 10.一种移动终端， 包括如权利要求9所述的行人碰撞头部伤害试验矩阵设计及分析程 序产品。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115099109 A 3