(19)中华 人民共和国 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 202111490290.9 (22)申请日 2021.12.08 (71)申请人 中国第一汽车股份有限公司 地址 130011 吉林省长 春市长春汽车经济 技术开发区新红旗大街1号 (72)发明人 唐洪斌　刘乐丹　 (74)专利代理 机构 长春吉大专利代理有限责任 公司 22201 代理人 朱世林 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 一种基于 FRB与MPDB高速碰撞模式的设计方 法 (57)摘要 本发明公开了一种基于F RB与MPDB高速碰撞 模式的设计方法， 属于汽车碰撞 解析模型技术领 域， 包括:分别获取约束系统等效刚度、 车体前端 吸能空间、 车体前端拓扑结构、 整车质量以及 MPDB的质量和等效刚度； 所述约束系统等效刚度 和车体前端吸能空间通过采用FRB解析方法得到 FRB工况乘员安全性评价指标； 通过采用MPDB解 析方法得到MPDB工 况车辆兼容性评价指标； 以所 述FRB工况乘员安全性评价指标为优化目标， 以 所述MPDB工况车辆兼容性评价指标为约束条件， 得到每个车体前端子结构的最优参数， 为高速碰 撞方案设计提供指导。 本发明锁定车身部件及安 全系统部件的结构参数和性能参数， 实现车身结 构正面碰撞性能正向、 一次性 开发。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 114386165 A 2022.04.22 CN 114386165 A 1.一种基于FRB与MP DB高速碰撞模式的设计方法， 其特 征在于， 包括： 分别获取约束系统等效刚度、 车体前端吸能空间、 车体前端拓扑结构、 整车质量以及 MPDB的质量和等效刚度； 所述约束系统等效刚度和车体前端吸能空间通过采用FRB解析方法得到FRB工况乘员 安全性评价指标； 所述车体前端吸能空间、 车体前端拓扑结构、 整车质量以及MPDB的质量和等效刚度通 过采用MP DB解析方法得到 MPDB工况车辆兼容 性评价指标； 以所述FRB工况乘员安全性评价指标为优化目标， 以所述MPDB工况车辆兼容性评价指 标为约束条件， 得到每 个车体前端子结构的最优参数， 为高速 碰撞方案设计提供指导。 2.根据权利要求1所述的一种基于FRB与MPDB高速碰撞模式的设计方法， 其特征在于， 所述约束系统等效刚度和车体前端吸能空间通过采用FRB解析方法得到FRB工况乘员安全 性评价指标， 包括： 通过所述车体前端吸能空间得到等效双台阶波曲线； 通过所述等效双台阶波曲线和约束系统等效刚度采用FRB解析方法得到FRB工况乘员 安全性评价指标。 3.根据权利要求2所述的一种基于FRB与MPDB高速碰撞模式的设计方法， 其特征在于， 所述等效双台阶波曲线， 包括： 以碰撞 时间为横轴， 整车加速度为纵轴， 将整车碰撞加速度 时间历程简化 为双台阶波曲线。 4.根据权利要求3所述的一种基于FRB与MPDB高速碰撞模式的设计方法， 其特征在于， 所述整车碰撞加速度时间历程依次包括： 碰撞初始时刻、 前保横梁撞到刚性墙的时刻、 发动 机撞到刚性墙的时刻、 整车速度归零时刻和整车碰撞加速度归零时刻。 5.根据权利要求3或4所述的一种基于FRB与MPDB高速碰撞模式的设计方法， 其特征在 于， 所述通过所述等效双台阶波曲线和约束系统等效刚度采用FRB解析方法得到FRB工况乘 员安全性评价指标， 包括： 所述等效双台阶波曲线和约束系统等效刚度根据公式(1)和公式(2)得到FRB工况乘员 安全性评价指标： aomax＝max(ao) (2) 其中： do和dv分别为乘员和车辆的位移， k为约束系统等效刚度， vo为乘员速度， ao为乘员 加速度， z为迭代次数， ΔT为每次迭代的时间 间隔， 乘员安全性的评价指标为aomax。 6.根据权利要求5所述的一种基于FRB与MPDB高速碰撞模式的设计方法， 其特征在于， 所述车体前端吸能空间、 车体前端拓扑结构、 整车质量及MPDB的质量和等效刚度通过采用 MPDB解析方法得到 MPDB工况车辆兼容 性评价指标， 包括： 所述等效双台阶波曲线和车体前端拓扑结构通过采用 双台阶波目标分解得到车体前 端子结构的吸能量和变形量； 所述车体前端子结构的吸能量和变形量、 整车质量及MPDB的质量和等效刚度通过采用权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114386165 A 2MPDB解析方法得到 MPDB工况车辆兼容 性评价指标。 7.根据权利要求6所述的一种基于FRB与MPDB高速碰撞模式的设计方法， 其特征在于， 所述等效双台阶波曲线和车体前端拓扑结构通过采用双台阶波目标分解得到车体前端子 结构的吸能量和变形量， 包括： 通过所述车体前端拓扑结构得到子结构的变形顺序、 纵向变形空间、 子结构在YZ平面 吸能空间占比和前端子结构的吸能占比； 通过所述子结构的变形顺序、 纵向变形空间、 前端子结构的吸能占比和等效双台阶波 曲线确定车体前端子结构的吸能量和变形量。 8.根据权利要求7所述的一种基于FRB与MPDB高速碰撞模式的设计方法， 其特征在于， 所述通过所述纵向变形 空间、 前端子结构的吸能占比和等效双台阶波曲线确定车体前端子 结构的吸能量和变形量， 包括： 通过所述等效双台阶波曲线和子结构的变形顺序得到双台阶波曲线进行纵向分段为i 段， 通过公式(3)得到车体前端子结构的吸能量： 其中， avi为第i段时双台阶波的幅值， βij为第j前端子结构的吸能占比， aij为车体前端 子结构的加速度， 与结构质量的乘积对变形量的积分 即为车体前端子结构的吸能量； 通过所述纵向变形空间得到车体前端子结构的变形量。 9.根据权利要求8所述的一种基于FRB与MPDB高速碰撞模式的设计方法， 其特征在于， 所述车体前端子结构的吸能量和变形量、 整车质量及MPDB的质量和等效刚度通过采用MPDB 解析方法得到 MPDB工况车辆兼容 性评价指标， 包括： 通过所述MPDB的等效刚度和子结构在YZ平面吸能空间占比得到车辆与壁障之间等效 刚度； 通过所述车辆与壁障之间等效刚度、 整车质量、 车体前端子结构的加速度及MPDB的质 量得到壁障和车辆的相对位移； 通过所述壁障和车辆的相对位移、 车辆与壁障之间等效刚度和等效双台阶波曲线得到 MPDB工况车辆兼容性评价指标， 所述MPDB工况车辆兼容性评价指标包括： MPDB的乘员负载 指数、 最大变形量和变形 标准差。 10.根据权利 要求9所述的一种基于FRB与MPDB高速碰撞模式的设计方法， 其特征在于， 所述通过所述壁障和车辆的相对位移、 车辆与壁障之 间等效刚度和等效双台阶波曲线得到 MPDB工况车辆兼容 性评价指标， 包括： 通过所述等效双台阶波曲线得到 MPDB的乘员负载指数； 通过所述壁障和车辆的相对位移和车辆与壁障之间等效刚度得到 MPDB的最大变形量； 通过所述MPDB的最大变形量得到 MPDB的变形 标准差。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114386165 A 3