Simcenter Madymo之THOR假人定位
Simceneter Madymo 2020.1版本中的THOR假人模型已经更新至V3.1版本,包含EuronCAP THOR和NHTSA THOR两种模型。对于每种THOR模型,又分别开发了椭球型和Facet型假人模型,适用于不同的应用开发阶段。
02 物理THOR与Madymo THOR的定位关系
2.1 假人H点
Madymo THOR假人的H点,与物理THOR假人的H点是完全重合的,其定位只需将试验测量结果直接输入到假人H点定位铰Dummy_jnt的各个自由度上即可。
2.2 假人姿态POSTURE
确定假人髋部及上半身位置的有4个倾角传感器:髋部传感器、腰椎T12传感器、胸椎T6传感器、颈部传感器。这些倾角传感器,可以直接读取各个部位的摆放角度。
这些倾角传感器在Madymo THOR假人上分别对应的位置,为下图绿色标记点的位置。倾角传感器安装在一个固定的平台上,是代表该处与水平方向的夹角。测量得到的角度,与Madymo THOR假人的姿态定位角或物理假人的机构转动角之间存在一定的关系。我们分别从假人物理设计方面,以及Madymo THOR假人建模方面来了解他们的关系。
假人髋部的俯仰转动角度,定义为髋部角。用参数PelvisPitchAgnle表示。
物理THOR假人,髋部倾角传感器被安装在物理假人的髋部基准模块(Pelvis base Module)上。而髋部基准模块的传感器安装平台,与绝对水平面存在7°的夹角。即假人竖直坐姿放置时,髋部倾角传感器的读数应为7°。髋部基准模型示意图如下。
腰椎倾角传感器与髋部倾角传感器之间的夹角,我们定义为腰椎弯曲角,用参数LumbarBendingAngle表示。
当腰椎T12笔直的时候,腰椎倾角传感器与髋部倾角传感器存在2.4°的夹角。如下示意图。
因此,可以用胸椎倾角传感器ThoracicTiltSensorY来表示腰椎弯曲角LumbarBendingAngle:
颈部倾角传感器与胸椎倾角传感器之间的夹角,我们定义为胸椎弯曲角,用参数ThoracicBendingAngle表示。
颈部倾角传感器安装在颈部俯仰改变装置(Neck Pitch Change Mechanism)的上平台。颈部俯仰改变装置产生的夹角,我们定义为颈部俯仰角,用参数NeckPitchAngle表示。根据颈部俯仰改变装置的设计标准,每调节一个齿,角度将改变3°。
因此胸椎弯曲角度ThoracicBendingAngle与颈部俯仰角NeckPitchAngle,颈部倾角传感器NeckTiltSensorY及胸椎倾角传感器ThoracicTiltSensorY之间存在以下关系式:
假人的颈部弯曲角,用参数NeckBendingAngle来表示,将决定着头部的转角及重心位置。通过颈部倾角传感器NeckTiltSensorY,以及头部倾角传感器HeadTiltSensorY(如下定义)可以确定颈部弯曲角度。
Madymo THOR假人的四肢定位,完全根据物理假人的定位值,调节各个关节对应的铰自由度即可。跟混III假人以及其他所有假人的定位方式相同,简单易理解,这里不再赘述。
03 总结
在物理试验中,我们会记录5个倾角传感器的读数(实际上只需要4个倾角传感器),以及假人H点和其他定位标志点的测量值。根据上面的详细介绍,尤其是髋部、假人上半身及头颈部的定位,在模型中按照对应的倾角传感器名称,直接输入对应的试验数据即可完成Madymo THOR假人模型的定位。
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