一种CAE碰撞模型中加速度传感器的连接方法

技术领域

本发明涉及计算机辅助工程（CAE）技术领域，具体涉及一种CAE碰撞模型中加速度传感器的连接方法。

背景技术

近年来，车辆碰撞安全性的实车试验一直是考核车辆被动安全性的权威手段。在导向系统的引导下，车辆撞向固定壁。整个碰撞过程由高速摄像设备记录下来以便慢速回放以实现再现，由电测量系统将布置在车内的传感器采集的数据进行整理，将整理得到的结果与标准数据进行对比，以考核被试车辆的碰撞性能。实际中，碰撞物理试验周期长、费用高，采集数据存在局限性。随着数值仿真技术的发展，通过仿真手段在设计阶段把握车辆的被动安全性能已成为改善车辆被动安全性的重要方法。

在整车碰撞模型的建模过程中，为了方便、统一管理整车碰撞模型，通常把加速度传感器作为一个单元包含在整车模型中，但如何把这个单元与整车模型连接在一起是正在研究的问题，传统连接的方法是把加速度传感器放置在一个在目标碰撞模型总成（目标总成）中，例如白车身总成中，连接方式为将属于加速度传感器的节点与属于白车身总成的节点相互耦合。这种方法可以实现加速度传感器与碰撞模型总成的连接，但是当连接有加速度传感器的碰撞模型总成发生改变时，需要重新定义属于碰撞模型总成的节点与属于加速度传感器的节点之间的对应关系，产生重复性劳动，拖延了项目开发进程，浪费了人力成本。

发明内容

本发明解决现有加速度传感器的连接方法中，与加速度传感器连接的碰撞模型总成发生改变时需要重新建立加速度传感器与碰撞模型总成之间的连接关系的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下的技术方案：一种CAE碰撞模型中加速度传感器的连接方法，包括建立有限元网格模型，然后在整车坐标系下选择一个碰撞模型总成作为目标总成，还包括：

步骤101：在目标总成上建立加速度传感器单元，所建立的加速度传感器单元包括四个传感器节点，这四个传感器节点在同一平面内并且围成正方形；

步骤102：建立传感器坐标系，使传感器坐标系的三个坐标轴分别平行于整车坐标系的三个坐标轴；

步骤103：将加速度传感器单元的坐标从整车坐标系转换到传感器坐标系下；

步骤104：将加速度传感器单元从目标总成中复制出来；

步骤105：固定加速度传感器单元的位置，使加速度传感器单元与目标总成相对静止并且间隔开。

在优选的方案中，碰撞模型总成包括：车身总成、四门两盖总成、座椅总成、发动机总成、仪表板横梁和转向管柱总成、前端模块总成、前端和后端外饰件总成、以及底盘总成。

在优选的方案中，固定加速度传感器单元的位置，使加速度传感器单元与目标总成相对静止并且间隔开具体包括：在目标总成中选择一个投影区域，投影区域包括四个投影节点，投影区域与加速度传感器单元所在平面相平行，并且使得当加速度传感器单元贴合到投影区域时，每个传感器节点都与一个投影节点相对应，使得传感器节点到对应的投影节点之间的距离小于额定距离；然后使加速度传感器单元与目标总成相对静止，使得加速度传感器单元所在平面与投影区域的距离小于接触距离。

在优选的方案中，额定距离为0.5mm。在优选的方案中，接触距离为5mm。

本发明提供的方法将加速度传感器与碰撞模型总成设置在不同的坐标系下，然后固定加速度传感器单元的位置，使得加速度传感器单元与目标总成相对静止并且间隔开，从而实现加速度传感器单元与目标总成的连接；本发明在加速度传感器单元与目标总成之间设置了接触距离，解决了与加速度传感器连接的目标总成发生改变时需要重新建立加速度传感器与目标总成之间的连接关系的问题，提高了工作效率，节约了时间和人力成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明实施例的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，本实施例提供了一种CAE碰撞模型中加速度传感器的连接方法，包括建立有限元网格模型，然后在整车坐标系下选择一个碰撞模型总成作为目标总成，有限元网格模型由节点组成，碰撞模型总成可以包括：车身总成、四门两盖总成、座椅总成、发动机总成、仪表板横梁和转向管柱总成、前端模块总成、前端和后端外饰件总成、以及底盘总成。

上述连接方法还包括：

步骤101：在目标总成上建立加速度传感器单元，所建立的加速度传感器单元包括四个传感器节点，这四个传感器节点在同一平面内并且围成正方形；

在上下文中传感器节点和投影节点均为有限元网格模型中的节点，围成正方形的四个传感器节点可以是相邻的四个节点且在同一平面内的节点，也可以是不相邻但是在同一平面内且围成正方形的节点；步骤101可以通过ANSA软件的Node命令来实现。

步骤102：建立传感器坐标系，使传感器坐标系的三个坐标轴分别平行于整车坐标系的三个坐标轴。

步骤103：将加速度传感器单元的坐标从整车坐标系转换到传感器坐标系下；其中，步骤102和步骤103可以通过ANSA软件的加速度计命令来实现，使得整车坐标系的坐标轴X、Y、Z分别平行于传感器坐标系的坐标轴X'、Y'、Z'。

步骤104：将加速度传感器单元从目标总成中复制出来；其中，步骤104可以通过ANSA软件的Output命令来实现。

步骤105：固定加速度传感器单元的位置，使加速度传感器单元与目标总成相对静止并且间隔开；其中，步骤105可以通过ANSA软件的Input命令和LS-DYNA软件中的关键字：*CONTACT_TIED_NODES_TO_SURFACE_OFFSET_ID来实现；具体包括：在碰撞模型总成中选择一个投影区域，投影区域包括四个投影节点，投影区域在一个平面内，投影区域与加速度传感器单元所在平面相平行，并且使得当加速度传感器单元贴合到投影区域时，每个传感器节点都与一个投影节点相对应，使得传感器节点到对应的投影节点之间的距离小于额定距离；然后使加速度传感器单元与目标总成相对静止，使得加速度传感器单元所在平面与投影区域的距离小于接触距离。优选的，额定距离为0.5mm。优选的，接触距离为5mm。在项目开发阶段，目标总成的节点位置可能会经常被改变，而上述步骤建立的连接关系可以保证投影区域的投影节点位置改变量小于接触距离5mm时不需要重新建立加速度传感器单元与目标总成之间的连接关系，避免了重复劳动，节约了时间和人力成本。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。