PreSys在行人保护Euro-NCAP v8.0大腿碰
撞分析中的应用
任亮,张永召,马亮
（ETA-China，上海市，200030）
摘要：行人保护分析是汽车被动安全的重要领域，本文利用有限元分析方法和碰撞仿真技术，依据Euro-NCAP最新发布的法规v8.0，在PreSys软件中建立大腿冲击器与汽车碰撞的有限元仿真分析模型，利用LS-DYNA求解器，对大腿与汽车碰撞过程以及大腿的动力学响应进行仿真分析，并自动计算出评价分值和写出分析报告，为车辆行人保护分析提供参考。
关键词：行人保护；碰撞仿真；Euro-NCAP v8.0；PreSys
The Application of PreSys in Upper Legform Impact of Pedestrian Protection Based on Euro-NCAP V8.0
Liang Ren, Yongzhao Zhang, Martin Ma
(Engineering Technology Associates, Inc)
Abstract: The pedestrian protection is one of the important areas in passive vehicle safety area. Using finite element method and computer simulation technique, based on the latest Euro-NCAP version 8.0, a vehicle model and upper leg-form impactor is build on the PreSys platform easily, and each impactor uses its own impact angle and velocity. After LS-DYNA analysis, the score of each impact point will be calculated automatically and the report will be generated, it will provide the reference for the analysis of pedestrian protection.
Keywords: Pedestrian Protection, Crash Simulation, E-NCAP 8.0, PreSys
1 引言
随着汽车工业的飞速发展，现在全球轻型汽车的产量正以每年3%~4%的速度不断增长，与此同时汽车与行人发生碰撞的事故也在不断增长。
据最新统计，全世界每年约有200万人死于交通事故，每年由道路交通事故造成的经济损失高达5180亿美元。
根据世界卫生组织和世界银行组织编写的《世界预防道路交通伤害报告》显示，在交通事故中，行人往往是最大的受害群体，约有12%的交通事故死亡者为行人[1]。
为了确保行人的安全，减轻其在与车辆发生碰撞中的伤害，各大汽车厂商在汽车研发初期就把行人保护纳入设计的范畴。
采用仿真分析的手段，以行人保护法规为依据，通过改进车身结构设计，最大程度地确保行人的生命安全。
在中国提高车辆的行人保护能力有着更加实际的意义，道路交通情况复杂，人、车并行情况较多，道路交通伤害中死亡人数居世界前列，实施行人保护刻不容缓。
PreSys行人保护是基于ETA工程师多年整车安全项目经验的基础上研发而成的，紧跟行人保护法规发布的脚步，为用户提供完整及时的解决方案，拥有友好集成的界面，提供便捷的流程化操作，可以大大减少行人保护分析中重复繁琐的工作，使CAE工程师能够投入更多的时间和精力到分析计算中去，对于提高有限元分析工作的质量和效率有着重要的意义。
PreSys行人保护完整
*
的流程如图1所示，从车身划线，生成碰撞
点，定位碰撞器到自动生成报告，每一环节
都有细致的处理。
PreSys支持Euro-NCAP
最新发布的8.0版本，该法规于2015年1
月起实施。
PreSys行人保护同样适用于头部和小
腿的碰撞分析，也支持GTR法规。
图1 PreSys行人保护分析流程2 行人保护大腿碰撞
由保险杠前凸(Bumper Lead)距离和保险杠前凸沿(Bumper Lead Edge Height)高度所决定，碰撞速度的方向是垂直于过该点的WAD775mm和
表1. Euro-NCAP v7.0和v8.0对比
2.1Euro-NCAP v7.0和v8.0对比
相对于Euro-NCAP v7.0[2]，Euro-NCAP v8.0[3]针对大腿的碰撞分析做了比较大的改进，如表1所示。
2.2划线并生成碰撞点
车辆划线如图2所示，分别选取车身内保险杠，外保险杠，发动机罩，风挡玻璃，两侧A柱，两侧翼子板以及进气栅、车灯等组件，划线过程可以显示在视图中，参考线和碰撞点将会自动生成，同时，每个碰撞点的碰撞速度，碰撞角度和碰撞能量都可以得到。
图2 划线并生成碰撞点
2.3大腿碰撞预估
图3 大腿碰撞点预估
在产品设计的最初阶段，能对碰撞点进行预估，从而使设计人员做到“心中有数”，如图3所示，根据碰撞点到车身零件的距离进行预估，距离越小，表示该点越危险。
2.4定位大腿冲击器模型
图 4 定位大腿冲击器
根据计算得到的碰撞点处的速度和角度，PreSys会自动定位大腿碰撞器。
定位完成后，所有的模型都将被显示在视图中，用户还可以根据自身需求来调整碰撞姿态。
根据法规要求，对于碰撞能量小于160J的碰撞点，不需要进行碰撞试验。
大腿冲击器模型既可以采用PreSys 自带的模型，也可以使用第三方模型。
2.5导出文件
*
图5 导出文件
PreSys提供了两种导出文件的格式，*INCLUDE和*CASE。
在*INCLUDE模式下，PreSys 支持PBS提交系统，输入的前缀字符将会添加到主文件中。
在*CASE模式下，PreSys支持将所有计算工况分解到一个或多个主文件中。
用户可以根据自身需要选择合适的提交求解类型。
评估参数在导出文件时将会写到.csv文件中去，这些参数将会在PreSys后处理中用来自动计算碰撞点分值。
需要输入用于计算弯曲力矩的*DATABASE_CROSS_SECTION[4]和用于计算大腿顶部力和底部力的*CONTACT，如图5所示。
2.6自动评分和报告
图6 自动评分
经过LS-DYNA的求解，PreSys后处理将会根据法规标准自动评分，如图6所示，每个碰撞点处的弯曲力矩，合力，得分都将列在列表中，并在视图中用不同颜色显示出来。
同时，PreSys还会以PPT形式给出行人保护分析报告。
3结论
本文通过PreSys软件建立有限元模型，采用Euro-NCAP v8.0法规，对车头部分进行区域划分，计算出区域中各碰撞点的分值。
PreSys提供了一种高效快捷的行人保护解决方案，简化了大量繁琐重复的工作，对于提高行人保护分析工作的质量和效率有重要的意义。
参考文献
[1] 乔维高，王宇航. 汽车与行人碰撞中行人保护的研究现状及发展趋势[J].北京汽车,2008.
[2] European New Car Assessment Programme (Euro NCAP) Pedestrian Testing Protocol, Version 7.0, March 2013.
[3] European New Car Assessment Programme (Euro NCAP) Pedestrian Testing Protocol, Version 8.0, June 2014.
[4] LS-DYNA Keyword Manual V olume 1, May 2007, Version 971.。