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基于THUMS假人的主動發(fā)蓋開發(fā)簡介
隨著國內(nèi)外汽車保有量的逐年增長，車外行人在發(fā)生交通事故時的安全防護受到了廣泛關(guān)注，目前很多主機廠開始研發(fā)主動發(fā)蓋技術(shù)以降低人的頭部撞擊傷害。
主動發(fā)蓋是在行人頭部與發(fā)動機蓋接觸之前，把發(fā)動機蓋后端抬升到一定的高度，以增加發(fā)動機蓋下方的空間，從而改善行人頭部保護效果的一種新技術(shù)。
人與車的碰撞仿真是主動發(fā)蓋開發(fā)中的一個重要環(huán)節(jié)，下面主要介紹主動發(fā)蓋開發(fā)中假人的應用。
一、主動發(fā)蓋開發(fā)與HBM
在車輛安全開發(fā)過程中，需要進行大量的虛擬仿真分析工作，用來模擬真實場景的人與車輛撞擊后的變形姿態(tài)與受傷程度，因此用于仿真分析的虛擬假人成了必備的分析工具。
主動發(fā)蓋開發(fā)主要用到 6YO、AF05、AM50、AM95四種尺寸假人，用來完成HBM認證、行人探知、頭部碰撞時間（HIT）、發(fā)動機罩負荷變形（Human body deflection）的仿真計算分析。
目前行業(yè)內(nèi)主要用到的HBM包括基于MADYMO的多剛體假人、HybridⅢ假人及THUMS假人等，其中THUMS假人為豐田公司免費對外公開的虛擬人體模型，可以讓更多的企業(yè)與研究機構(gòu)使用THUMS，促進汽車安全行業(yè)的發(fā)展。
圖1 THUMS假人示意圖
二、THUMS行人保護假人介紹
THUMS為豐田汽車公司以及豐田中央研究所從1997年開始聯(lián)合開發(fā)的一款能夠高度還原和解析碰撞過程中對人體的全身傷害的虛擬人體模型，其中也包括了滿足Euro NCAP中TB024要求的行人保護開發(fā)用假人，調(diào)試后可直接用于仿真開發(fā)之中。
圖2 假人姿態(tài)調(diào)整
其中，四個尺寸假人已按照TB024中要求完成了節(jié)點ID命名及姿態(tài)調(diào)整。
圖3 ID命名規(guī)則及姿態(tài)要求
三、THUMS假人仿真應用
在主動發(fā)蓋開發(fā)的HBM認證分析工作中，以AM50假人為例，考慮四種通用車輛類型，三種不同的車輛撞擊速度，總共需進行12個仿真計算。
圖4 仿真模型
仿真分析后，提取假人HC、T12及AC值確認是否滿足TB024中給定的范圍要求。
圖5 假人HC、T12及AC范圍要求
在HIT的計算中，需根據(jù)前期定義的開發(fā)策略選擇合適尺寸假人，以45kph的速度去撞擊假人右側(cè)，假人頭部CoG在車的中線上，且腳跟需要盡可能的貼近地面，發(fā)動機罩位置需要是在閉合狀態(tài)。
圖6 行人碰撞示意圖
在發(fā)動機罩負荷變形分析中，應以40kph 速度進行數(shù)值模擬，應根據(jù)車輛的特定尺寸選用使發(fā)動機罩上部獲得最少支撐的合適尺寸的假人。例如，帶有短發(fā)動機罩的小型車輛，50%假人接觸發(fā)動機罩上部后面，因此，應使用更小身高的假人。
小結(jié)
在主動發(fā)蓋開發(fā)過程中，準確的選用HBM工具不但可以提高分析效率的，亦可提升仿真精度，起到事半功倍的效果。與此同時，在滿足開發(fā)要求的情況下，假人模型的采購成本也是重要的考慮因素，因而免費開放的THUMS假人為我們提供了較好的解決方案，促進了汽車安全行業(yè)的發(fā)展。
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