汽車數(shù)字化開發(fā)技術(shù)—第六章 汽車虛擬試驗(yàn)

1、第第6章章 汽車虛擬試驗(yàn)汽車虛擬試驗(yàn)06.1汽車數(shù)字化仿真技術(shù)汽車數(shù)字化仿真技術(shù)掌握汽車虛擬樣車技術(shù)概念及內(nèi)容，了解具體仿真掌握汽車虛擬樣車技術(shù)概念及內(nèi)容，了解具體仿真流程。流程。6.2汽車虛擬試驗(yàn)汽車虛擬試驗(yàn)掌握汽車虛擬試驗(yàn)特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，了解常用汽車虛擬掌握汽車虛擬試驗(yàn)特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，了解常用汽車虛擬試驗(yàn)技術(shù)試驗(yàn)技術(shù)6.3汽車碰撞安全仿真汽車碰撞安全仿真掌握汽車碰撞安全仿真的研究?jī)?nèi)容、仿真過程，了掌握汽車碰撞安全仿真的研究?jī)?nèi)容、仿真過程，了解發(fā)展趨勢(shì)解發(fā)展趨勢(shì)6.4汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)開發(fā)汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)開發(fā)了解了解“V”字形開發(fā)模式以及汽車安全新技術(shù)字形開發(fā)模式以及汽車安全新技術(shù)1主要內(nèi)容及要求主要

2、內(nèi)容及要求6.1汽車數(shù)字化仿真技術(shù)汽車數(shù)字化仿真技術(shù)6.1.1仿真的基本概念與分類仿真的基本概念與分類 仿真仿真就是采用模擬真實(shí)系統(tǒng)的模型，通過對(duì)模型就是采用模擬真實(shí)系統(tǒng)的模型，通過對(duì)模型的分析和試驗(yàn)去研究真實(shí)系統(tǒng)的工作行為。的分析和試驗(yàn)去研究真實(shí)系統(tǒng)的工作行為。一、仿真的一般過程：一、仿真的一般過程：（1 1）建立數(shù)學(xué)模型；）建立數(shù)學(xué)模型；（2 2）模型變換；）模型變換；（3 3）編制仿真程序；）編制仿真程序；（4 4）進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)；）進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)；（5 5）仿真結(jié)果整理分析。）仿真結(jié)果整理分析。2二、數(shù)學(xué)仿真和物理仿真二、數(shù)學(xué)仿真和物理仿真物理仿真物理仿真是通過對(duì)實(shí)際存在的模型進(jìn)行試驗(yàn)，以

3、研究是通過對(duì)實(shí)際存在的模型進(jìn)行試驗(yàn)，以研究系統(tǒng)的性能，如風(fēng)洞試驗(yàn)。系統(tǒng)的性能，如風(fēng)洞試驗(yàn)。數(shù)學(xué)仿真數(shù)學(xué)仿真是利用系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型代替實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行試是利用系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型代替實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)研究，以獲得現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的特征和規(guī)律。無需昂貴的驗(yàn)研究，以獲得現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的特征和規(guī)律。無需昂貴的實(shí)物系統(tǒng)，也無需模擬生成客觀真實(shí)環(huán)境的各種物理實(shí)物系統(tǒng)，也無需模擬生成客觀真實(shí)環(huán)境的各種物理效應(yīng)設(shè)備，而是建立數(shù)學(xué)模型，按數(shù)學(xué)模型選好合適效應(yīng)設(shè)備，而是建立數(shù)學(xué)模型，按數(shù)學(xué)模型選好合適的算法，編好程序，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)，再現(xiàn)和評(píng)的算法，編好程序，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)，再現(xiàn)和評(píng)價(jià)客觀世界的客觀事物特性價(jià)客觀世界的客觀事物特性。

4、3三、仿真建模的基本要求三、仿真建模的基本要求仿真的三個(gè)基本要素是仿真的三個(gè)基本要素是系統(tǒng)系統(tǒng)、模型模型、計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)聯(lián)系著它們的三項(xiàng)基本活動(dòng)是聯(lián)系著它們的三項(xiàng)基本活動(dòng)是模型建立模型建立、仿真模型建仿真模型建立立(又稱二次建模又稱二次建模)、仿真試驗(yàn)仿真試驗(yàn)物理系統(tǒng)計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)模型46.1.2汽車數(shù)字化仿真汽車數(shù)字化仿真實(shí)質(zhì)：是以實(shí)質(zhì)：是以計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)為手段為手段, ,在汽車設(shè)計(jì)在汽車設(shè)計(jì)的全生命周期內(nèi)的全生命周期內(nèi)( (包括設(shè)計(jì)、測(cè)試、制造、應(yīng)用和維包括設(shè)計(jì)、測(cè)試、制造、應(yīng)用和維護(hù)的全過程護(hù)的全過程) )實(shí)施仿真、分析與評(píng)估。實(shí)施仿真、分析與評(píng)估。目的：盡可能在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段目的

5、：盡可能在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段, ,預(yù)測(cè)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用等階段可能出現(xiàn)的問題、制造、應(yīng)用等階段可能出現(xiàn)的問題, ,進(jìn)行全局優(yōu)化進(jìn)行全局優(yōu)化。5仿真技術(shù)在系統(tǒng)研制中的應(yīng)用仿真技術(shù)在系統(tǒng)研制中的應(yīng)用階段階段應(yīng)用內(nèi)容應(yīng)用內(nèi)容概念化設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析及可行性研究，選擇合理的設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)建模建立系統(tǒng)及零部件模型，判斷產(chǎn)品外形、質(zhì)地及物理特性是否滿意設(shè)計(jì)分析分析產(chǎn)品及系統(tǒng)的強(qiáng)度、剛度、振動(dòng)、噪聲、可靠性等性能指標(biāo)設(shè)計(jì)優(yōu)化調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)特定性能或綜合性能的優(yōu)化制造刀具加工軌跡、可裝配性仿真，及早發(fā)現(xiàn)加工、裝配中可能存在的問題樣機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)及運(yùn)行性能仿真，虛

6、擬樣機(jī)試驗(yàn)，以確認(rèn)設(shè)計(jì)目標(biāo)系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)，實(shí)現(xiàn)性能的持續(xù)改進(jìn)及優(yōu)化6數(shù)字仿真的工作流程數(shù)字仿真的工作流程建立數(shù)學(xué)模型建立數(shù)學(xué)模型建立仿真模型建立仿真模型編寫仿真程序編寫仿真程序仿真運(yùn)行仿真運(yùn)行修改仿真模型修改仿真模型修改程序修改程序仿真程序（仿真程序（多次運(yùn)行優(yōu)多次運(yùn)行優(yōu)化、統(tǒng)計(jì)）化、統(tǒng)計(jì)）合理？合理？修改系統(tǒng)模型修改系統(tǒng)模型處理結(jié)果處理結(jié)果分析結(jié)果分析結(jié)果7傳統(tǒng)的汽車數(shù)字仿真：傳統(tǒng)的汽車數(shù)字仿真： 將汽車抽象成一集中質(zhì)量、彈性模型，建立系統(tǒng)將汽車抽象成一集中質(zhì)量、彈性模型，建立系統(tǒng)的力學(xué)與數(shù)學(xué)模型，這些模型通常是微分代數(shù)方的力學(xué)與數(shù)學(xué)模型，這些模型通常是微分代數(shù)方程，然后對(duì)方程初

7、值問題的數(shù)值求解，得到系統(tǒng)程，然后對(duì)方程初值問題的數(shù)值求解，得到系統(tǒng)的響應(yīng)，確定整車動(dòng)力學(xué)參數(shù)與其性能之間的關(guān)的響應(yīng)，確定整車動(dòng)力學(xué)參數(shù)與其性能之間的關(guān)系。系。 局限性：信息量小、誤差大、無法確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)局限性：信息量小、誤差大、無法確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或參數(shù)與性能之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。或參數(shù)與性能之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。86.1.3汽車虛擬樣車技術(shù)汽車虛擬樣車技術(shù) 指汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，基于其數(shù)字化原型指汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，基于其數(shù)字化原型，按實(shí)車的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其動(dòng)力學(xué)參數(shù)，在同一系，按實(shí)車的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其動(dòng)力學(xué)參數(shù)，在同一系統(tǒng)中將汽車各零件部件設(shè)計(jì)和分析技術(shù)融合在計(jì)統(tǒng)中將汽車各零件部件設(shè)計(jì)和分析技術(shù)

8、融合在計(jì)算機(jī)上制造出汽車產(chǎn)品的整體模型，并針對(duì)汽車算機(jī)上制造出汽車產(chǎn)品的整體模型，并針對(duì)汽車在投入使用后的各種工況進(jìn)行仿真分析，預(yù)測(cè)其在投入使用后的各種工況進(jìn)行仿真分析，預(yù)測(cè)其整車或系統(tǒng)性能，進(jìn)而改進(jìn)汽車零部件的設(shè)計(jì)，整車或系統(tǒng)性能，進(jìn)而改進(jìn)汽車零部件的設(shè)計(jì)，以提高其性能的一種新技術(shù)。以提高其性能的一種新技術(shù)。9汽車虛擬樣車仿真技術(shù)的內(nèi)容：汽車虛擬樣車仿真技術(shù)的內(nèi)容：(1)幾何仿真幾何仿真 整車結(jié)構(gòu)的幾何特性與裝配關(guān)系的仿真整車結(jié)構(gòu)的幾何特性與裝配關(guān)系的仿真(2)性能仿真性能仿真 動(dòng)力學(xué)性能和動(dòng)力學(xué)特性的仿真動(dòng)力學(xué)性能和動(dòng)力學(xué)特性的仿真10虛虛擬擬樣樣車車建建模模流流程程116.2.1虛擬試驗(yàn)

9、的定義虛擬試驗(yàn)的定義 任何不使用或部分使用實(shí)際硬件來構(gòu)造試驗(yàn)環(huán)境任何不使用或部分使用實(shí)際硬件來構(gòu)造試驗(yàn)環(huán)境，完成實(shí)際物理試驗(yàn)的方法和技術(shù)都可以稱為，完成實(shí)際物理試驗(yàn)的方法和技術(shù)都可以稱為虛虛擬試驗(yàn)擬試驗(yàn)。 也可以簡(jiǎn)單的定義為在虛擬環(huán)境中進(jìn)行的試驗(yàn)。也可以簡(jiǎn)單的定義為在虛擬環(huán)境中進(jìn)行的試驗(yàn)。 目的：盡量減少物理樣機(jī)目的：盡量減少物理樣機(jī)6.2汽車虛擬試驗(yàn)汽車虛擬試驗(yàn)126.2.2虛擬試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)虛擬試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)(1) 可以大幅度可以大幅度減少減少樣機(jī)制造樣機(jī)制造試驗(yàn)次數(shù)試驗(yàn)次數(shù)，縮短縮短新產(chǎn)新產(chǎn)品品試驗(yàn)周期試驗(yàn)周期，同時(shí)，同時(shí)，降低實(shí)際試驗(yàn)的費(fèi)用降低實(shí)際試驗(yàn)的費(fèi)用。(2) 虛擬試驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用與復(fù)雜產(chǎn)品

10、的開發(fā)中，可以虛擬試驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用與復(fù)雜產(chǎn)品的開發(fā)中，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者、產(chǎn)品用戶在設(shè)計(jì)階段信息的互反饋，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者、產(chǎn)品用戶在設(shè)計(jì)階段信息的互反饋，使設(shè)計(jì)者全方位吸收、采納對(duì)新產(chǎn)品的建議。使設(shè)計(jì)者全方位吸收、采納對(duì)新產(chǎn)品的建議。(3) 虛擬試驗(yàn)技術(shù)代替實(shí)際試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)不受虛擬試驗(yàn)技術(shù)代替實(shí)際試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)不受場(chǎng)地、時(shí)間和次數(shù)的限制，可對(duì)試驗(yàn)過程進(jìn)行場(chǎng)地、時(shí)間和次數(shù)的限制，可對(duì)試驗(yàn)過程進(jìn)行回放回放、再現(xiàn)和重復(fù)、再現(xiàn)和重復(fù)。136.2.3 VTL與與VPG1.虛擬試驗(yàn)室（虛擬試驗(yàn)室（Virtual Test Lab), 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱VTL，是由，是由各種軟硬件組成的物理試驗(yàn)臺(tái)的虛擬再現(xiàn)。各種軟硬件組成

11、的物理試驗(yàn)臺(tái)的虛擬再現(xiàn)。2.虛擬試驗(yàn)場(chǎng)技術(shù)虛擬試驗(yàn)場(chǎng)技術(shù)(Virtual Proving Ground),簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱 VPG 技術(shù)，即是一個(gè)對(duì)整車系統(tǒng)性能全面仿真實(shí)技術(shù)，即是一個(gè)對(duì)整車系統(tǒng)性能全面仿真實(shí)用軟件的代表。用軟件的代表。VTL和和VPG技術(shù)都是汽車技術(shù)都是汽車CAE技術(shù)領(lǐng)域的新代表。技術(shù)領(lǐng)域的新代表。14使用使用VTL的新車開發(fā)過程的新車開發(fā)過程一、一、VTLVTL虛擬試驗(yàn)室虛擬試驗(yàn)室15使用使用VTLVTL時(shí)的數(shù)據(jù)流時(shí)的數(shù)據(jù)流16VPG汽車虛擬試驗(yàn)場(chǎng)汽車虛擬試驗(yàn)場(chǎng) 汽車試驗(yàn)場(chǎng)是由各種試驗(yàn)道路、試驗(yàn)場(chǎng)地、試驗(yàn)室汽車試驗(yàn)場(chǎng)是由各種試驗(yàn)道路、試驗(yàn)場(chǎng)地、試驗(yàn)室以及各種輔助建筑等組成的綜合性試

12、驗(yàn)設(shè)施，用來以及各種輔助建筑等組成的綜合性試驗(yàn)設(shè)施，用來確定汽車的確定汽車的結(jié)構(gòu)參數(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)及其及其基本使用性能基本使用性能:可靠性、可靠性、耐久性、堅(jiān)固性耐久性、堅(jiān)固性、動(dòng)力性、制動(dòng)性、通過性、操縱、動(dòng)力性、制動(dòng)性、通過性、操縱性、穩(wěn)定性、行駛平順性、安全性和燃料經(jīng)濟(jì)性等性、穩(wěn)定性、行駛平順性、安全性和燃料經(jīng)濟(jì)性等等。等。 由于試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)有些試驗(yàn)路段是模擬車輛的實(shí)際使用由于試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)有些試驗(yàn)路段是模擬車輛的實(shí)際使用工況，使車輛的零部件所產(chǎn)生的典型損壞性能與實(shí)工況，使車輛的零部件所產(chǎn)生的典型損壞性能與實(shí)際使用時(shí)的情況基本相同，而且能在很短的試驗(yàn)里際使用時(shí)的情況基本相同，而且能在很短的試驗(yàn)里程內(nèi)即可

13、獲得試驗(yàn)結(jié)果，因此可以大大縮短試驗(yàn)時(shí)程內(nèi)即可獲得試驗(yàn)結(jié)果，因此可以大大縮短試驗(yàn)時(shí)間，提高試驗(yàn)效率。間，提高試驗(yàn)效率。17為了進(jìn)行汽車試驗(yàn)而建設(shè)起來的試驗(yàn)場(chǎng)，是一個(gè)占為了進(jìn)行汽車試驗(yàn)而建設(shè)起來的試驗(yàn)場(chǎng)，是一個(gè)占地面積幾十平方公里的大型綜合性試驗(yàn)基地。它包括各地面積幾十平方公里的大型綜合性試驗(yàn)基地。它包括各種車輛實(shí)際可能遇到的一切典型使用條件的模擬設(shè)施：種車輛實(shí)際可能遇到的一切典型使用條件的模擬設(shè)施：例如能進(jìn)行車速超過例如能進(jìn)行車速超過200km/h的高速環(huán)行跑道，能進(jìn)的高速環(huán)行跑道，能進(jìn)行各種性能測(cè)試的道路，能進(jìn)行強(qiáng)化試驗(yàn)的各種路面、行各種性能測(cè)試的道路，能進(jìn)行強(qiáng)化試驗(yàn)的各種路面、地面，有各種坡

14、道、滑臺(tái)、涉水池以及相應(yīng)的室內(nèi)試驗(yàn)地面，有各種坡道、滑臺(tái)、涉水池以及相應(yīng)的室內(nèi)試驗(yàn)設(shè)備。設(shè)備。汽車可以在這種試驗(yàn)場(chǎng)中完成各種性能壽命試驗(yàn)，汽車可以在這種試驗(yàn)場(chǎng)中完成各種性能壽命試驗(yàn)，雖然這種設(shè)施耗費(fèi)巨大，投資數(shù)以億元計(jì)，但是由于在雖然這種設(shè)施耗費(fèi)巨大，投資數(shù)以億元計(jì)，但是由于在試驗(yàn)場(chǎng)里能深入研究汽車產(chǎn)品的各種性能，縮短試驗(yàn)周試驗(yàn)場(chǎng)里能深入研究汽車產(chǎn)品的各種性能，縮短試驗(yàn)周期，從而提高試驗(yàn)結(jié)果的可比性和試驗(yàn)工作的安全性。期，從而提高試驗(yàn)結(jié)果的可比性和試驗(yàn)工作的安全性。18VPG 技術(shù)的功能和特點(diǎn)技術(shù)的功能和特點(diǎn)(1) 分析對(duì)象不再是分開的各個(gè)零部件，而是包括車分析對(duì)象不再是分開的各個(gè)零部件，而是

15、包括車身模型、懸掛系身模型、懸掛系(彈簧、減振器、動(dòng)力控制臂彈簧、減振器、動(dòng)力控制臂)、轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)向梯形、車輪輪胎等整車非線性系統(tǒng)模型。梯形、車輪輪胎等整車非線性系統(tǒng)模型。這樣，車身和懸掛系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)間難以明確的作用這樣，車身和懸掛系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)間難以明確的作用力關(guān)系已包含在分析模型之內(nèi)。力關(guān)系已包含在分析模型之內(nèi)。19VPG 技術(shù)的功能和特點(diǎn)技術(shù)的功能和特點(diǎn)(2) 分析模型數(shù)據(jù)庫(kù)化分析模型數(shù)據(jù)庫(kù)化 計(jì)算模型建模工作量很大，但是，除車身模型是車型計(jì)算模型建模工作量很大，但是，除車身模型是車型分析時(shí)必須建立的模型，懸掛結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和輪胎分析時(shí)必須建立的模型，懸掛結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和輪胎是完全可以實(shí)

16、現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)化的。是完全可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)化的。 當(dāng)前懸掛數(shù)據(jù)庫(kù)保存有十種結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)。模型數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)前懸掛數(shù)據(jù)庫(kù)保存有十種結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)。模型數(shù)據(jù)庫(kù)還有碰撞計(jì)算研究用的假人模型、碰撞計(jì)算障礙物模還有碰撞計(jì)算研究用的假人模型、碰撞計(jì)算障礙物模型等可供用戶引用。型等可供用戶引用。20VPG 技術(shù)的功能和特點(diǎn)技術(shù)的功能和特點(diǎn) 模型數(shù)據(jù)庫(kù)舉例模型數(shù)據(jù)庫(kù)舉例21VPG 技術(shù)的功能和特點(diǎn)技術(shù)的功能和特點(diǎn)(3) 提供了全面的路面載荷提供了全面的路面載荷 VPG軟件提供了標(biāo)準(zhǔn)典型的路面模型，是通常整軟件提供了標(biāo)準(zhǔn)典型的路面模型，是通常整車試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)考核路面。例如：交替擺動(dòng)路面車試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)考核路面。例如：交替擺動(dòng)路面(alter

17、nate roll)、槽形路、槽形路(pothole tracks)、鵝卵石、鵝卵石路路(cobblestone tracks)、大扭曲路、大扭曲路(body twist lane)、波紋路、波紋路(ripple tracks)、搓板路、搓板路(washboards)以及比利時(shí)石塊以及比利時(shí)石塊(belgian block)等。等。用戶可以輸入和保存自己的路面數(shù)據(jù)，也可以用用戶可以輸入和保存自己的路面數(shù)據(jù)，也可以用任意三維數(shù)據(jù)構(gòu)造特定的路面。任意三維數(shù)據(jù)構(gòu)造特定的路面。22VPG 技術(shù)的功能和特點(diǎn)技術(shù)的功能和特點(diǎn)(4) 計(jì)算技術(shù)分析內(nèi)容多樣化計(jì)算技術(shù)分析內(nèi)容多樣化 可以進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算、振動(dòng)噪

18、聲分析計(jì)算、車輛可以進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算、振動(dòng)噪聲分析計(jì)算、車輛碰撞歷程仿真、碰撞時(shí)乘員安全保護(hù)等多種結(jié)構(gòu)非碰撞歷程仿真、碰撞時(shí)乘員安全保護(hù)等多種結(jié)構(gòu)非線性分析。線性分析。 同時(shí)可以進(jìn)行整車非線性運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算，用同時(shí)可以進(jìn)行整車非線性運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算，用來進(jìn)行整車舒適性、高速行駛性能和操縱穩(wěn)定性研來進(jìn)行整車舒適性、高速行駛性能和操縱穩(wěn)定性研究。究。 國(guó)內(nèi)目前有交通部公路交通試驗(yàn)場(chǎng)、襄樊汽車試驗(yàn)國(guó)內(nèi)目前有交通部公路交通試驗(yàn)場(chǎng)、襄樊汽車試驗(yàn)場(chǎng)和定遠(yuǎn)國(guó)家試驗(yàn)場(chǎng)等。場(chǎng)和定遠(yuǎn)國(guó)家試驗(yàn)場(chǎng)等。23襄樊汽車試驗(yàn)場(chǎng)全景圖襄樊汽車試驗(yàn)場(chǎng)全景圖246.3.1汽車碰撞安全仿真的研究?jī)?nèi)容汽車碰撞安全仿真的研究?jī)?nèi)容試

19、驗(yàn)從以下五個(gè)方面來進(jìn)行：試驗(yàn)從以下五個(gè)方面來進(jìn)行：1）正面碰撞）正面碰撞2）后部碰撞）后部碰撞3）側(cè)面碰撞）側(cè)面碰撞4）頂部壓垮）頂部壓垮5）側(cè)門強(qiáng)度）側(cè)門強(qiáng)度6.3汽車碰撞安全仿真汽車碰撞安全仿真25試驗(yàn)的要研究的內(nèi)容：試驗(yàn)的要研究的內(nèi)容：1）車身結(jié)構(gòu)的耐撞性研究）車身結(jié)構(gòu)的耐撞性研究2）碰撞生物力學(xué)研究）碰撞生物力學(xué)研究3）乘員約束系統(tǒng)研究）乘員約束系統(tǒng)研究4）安全內(nèi)部飾件研究）安全內(nèi)部飾件研究266.3.2汽車碰撞安全仿真的一般過程汽車碰撞安全仿真的一般過程第一步寫出顯式有限元方程；第一步寫出顯式有限元方程；第二步根據(jù)顯式有限元方程建立汽車整車有限元模第二步根據(jù)顯式有限元方程建立汽車整車

20、有限元模型；型；第三步安置正面碰撞假人模型；第三步安置正面碰撞假人模型；第四步進(jìn)行各種狀況的碰撞安全仿真第四步進(jìn)行各種狀況的碰撞安全仿真27汽車碰撞安全仿真的發(fā)展趨勢(shì)：汽車碰撞安全仿真的發(fā)展趨勢(shì)：1）提高仿真運(yùn)算速度，它是汽車碰撞仿真技術(shù)）提高仿真運(yùn)算速度，它是汽車碰撞仿真技術(shù)發(fā)展的核心；發(fā)展的核心；2）發(fā)展新的人體模型模擬技術(shù)；）發(fā)展新的人體模型模擬技術(shù)；3）尋求接觸搜尋新算法；）尋求接觸搜尋新算法；4）研究降解積分新技術(shù)；）研究降解積分新技術(shù)；5）子循環(huán)技術(shù)。）子循環(huán)技術(shù)。286.4.1控制器控制器“V”字形開發(fā)模式字形開發(fā)模式開發(fā)階段和過程：開發(fā)階段和過程：1）功能描述及設(shè)計(jì)）功能描述及

21、設(shè)計(jì)2）原型設(shè)計(jì)）原型設(shè)計(jì)3）產(chǎn)品級(jí)代碼生成）產(chǎn)品級(jí)代碼生成4）系統(tǒng)測(cè)試及檢驗(yàn)）系統(tǒng)測(cè)試及檢驗(yàn)5）系統(tǒng)整合）系統(tǒng)整合6.4汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)開發(fā)汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)開發(fā)29“V”形開發(fā)模式301）先進(jìn)汽車主動(dòng)安全控制技術(shù)）先進(jìn)汽車主動(dòng)安全控制技術(shù)2）智能乘員約束技術(shù)）智能乘員約束技術(shù)3）汽車側(cè)面碰撞保護(hù)技術(shù)）汽車側(cè)面碰撞保護(hù)技術(shù)4）行人碰撞保護(hù)技術(shù)）行人碰撞保護(hù)技術(shù)5）兒童乘員保護(hù)技術(shù)）兒童乘員保護(hù)技術(shù)6）汽車防撞預(yù)警系統(tǒng)）汽車防撞預(yù)警系統(tǒng)7）疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)）疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)6.4.26.4.2汽車安全新技術(shù)汽車安全新技術(shù)311）先進(jìn)汽車主動(dòng)安全控制技術(shù)）先進(jìn)汽車主動(dòng)安全控制技術(shù) 主動(dòng)安全性是指汽

22、車避免發(fā)生意外事故的能力。主動(dòng)安全性是指汽車避免發(fā)生意外事故的能力。 主動(dòng)安全性包括主動(dòng)安全性包括行駛安全性、環(huán)境安全性、感覺行駛安全性、環(huán)境安全性、感覺安全性和操作安全性安全性和操作安全性。 汽車的行駛安全性是指汽車的裝備保證汽車運(yùn)行汽車的行駛安全性是指汽車的裝備保證汽車運(yùn)行安全，同時(shí)具有最佳的動(dòng)態(tài)性能的能力，也就是安全，同時(shí)具有最佳的動(dòng)態(tài)性能的能力，也就是通常說的良好的通常說的良好的制動(dòng)性能、操縱穩(wěn)定性、動(dòng)力性制動(dòng)性能、操縱穩(wěn)定性、動(dòng)力性和通過性和通過性。32電子穩(wěn)定程序電子穩(wěn)定程序ESP(b)在急轉(zhuǎn)彎車道上高速行在急轉(zhuǎn)彎車道上高速行駛時(shí)運(yùn)動(dòng)工況駛時(shí)運(yùn)動(dòng)工況(c)在地面附著力不同的路面裝在

23、地面附著力不同的路面裝備與未裝備備與未裝備ESP車輛行駛效果車輛行駛效果對(duì)比對(duì)比(a)躲避前方突然出現(xiàn)障礙物運(yùn)動(dòng)工況躲避前方突然出現(xiàn)障礙物運(yùn)動(dòng)工況ESP典型工作工況典型工作工況332）智能乘員約束技術(shù)）智能乘員約束技術(shù)智能安全氣囊智能安全氣囊氣囊式安全帶氣囊式安全帶乘員頭頸保護(hù)系統(tǒng)乘員頭頸保護(hù)系統(tǒng)34氣囊式安全帶氣囊式安全帶氣囊式安全帶氣囊式安全帶結(jié)合傳統(tǒng)的安全帶和結(jié)合傳統(tǒng)的安全帶和安全氣囊技術(shù)，在汽車碰撞時(shí)，安安全氣囊技術(shù)，在汽車碰撞時(shí)，安全帶在乘員軀干和肩膀處展開成氣全帶在乘員軀干和肩膀處展開成氣囊。囊。353）汽車側(cè)面碰撞保護(hù)技術(shù)）汽車側(cè)面碰撞保護(hù)技術(shù)側(cè)面安全氣囊和氣簾側(cè)面安全氣囊和氣簾

24、 奔馳側(cè)面安全氣簾奔馳側(cè)面安全氣簾 乘員之間獨(dú)特的安全氣囊乘員之間獨(dú)特的安全氣囊364）行人碰撞保護(hù)技術(shù)）行人碰撞保護(hù)技術(shù)智能安全保障系統(tǒng)智能安全保障系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)蓋彈升技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)蓋彈升技術(shù)行人安全氣囊系統(tǒng)行人安全氣囊系統(tǒng)37帶全力自動(dòng)剎車的行人探測(cè)系統(tǒng)帶全力自動(dòng)剎車的行人探測(cè)系統(tǒng)38發(fā)動(dòng)機(jī)蓋彈升技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)蓋彈升技術(shù)加速度傳感器檢測(cè)撞到行人加速度傳感器檢測(cè)撞到行人ECU收到信號(hào)，進(jìn)行判斷，若收到信號(hào)，進(jìn)行判斷，若速度超過速度超過25km/h以上，則發(fā)出點(diǎn)以上，則發(fā)出點(diǎn)火命令火命令發(fā)動(dòng)機(jī)蓋彈起發(fā)動(dòng)機(jī)蓋彈起39行人安全氣囊系統(tǒng)行人安全氣囊系統(tǒng)405 5）兒童乘員保護(hù)技術(shù)）兒童乘員保護(hù)技術(shù)BMW嬰兒座椅 BMW兒童座椅（?。〣MW兒童座椅（大）416 6）汽車防撞預(yù)警系統(tǒng)）汽車防撞預(yù)警系統(tǒng)通過雷達(dá)、超聲波、激光、紅外線等檢測(cè)通過雷達(dá)、超聲波、激光、紅外線等檢測(cè)手段，測(cè)定汽車與障礙物的距離。電腦根手段，測(cè)定汽車與障礙物的距離。電腦根據(jù)事先儲(chǔ)存的程序，判斷出有碰撞的危險(xiǎn)據(jù)事先儲(chǔ)存的程序，判斷出有碰撞的危險(xiǎn)時(shí)，向駕駛員發(fā)出警報(bào)。如果駕駛員未能時(shí)，向駕駛員發(fā)出警報(bào)。如果駕駛員未能及時(shí)采取措施，則向制動(dòng)器、轉(zhuǎn)向器等發(fā)及時(shí)采取措施，則向制動(dòng)器、轉(zhuǎn)向器等發(fā)出指令，使制動(dòng)器制動(dòng)