汽车侧面碰撞CAE对标分析

为提高整车碰撞安全性能,针对LINCAP工况,将某新车型整车侧面碰撞CAE仿真与试验结果进行对标分析,通过对比可变形壁障及车身侧变形模式、车门变形轮廓曲线、关键点侵入速度等校对有限元模型,验证该侧面碰撞仿真模型的精度和建模方法的有效性.该对标分析可为新车型碰撞安全性能开发的CAE分析提供参考.     

基于特征的三维移动平滑变形

数字图象变形是图象处理领域中的一个热点,具有较大的实用价值。通过对基于特征变形算法的分析,在三维体素数据模型上,提出了一种基于特征的散乱点三维变形算法。在算法中首先采用移动平滑插值函数实现对变形扭曲的拟合,其次采用融合等方法提高变形的精度和效果,最后通过试验表明该算法是可行的。该算法不但可以实现三维变形,而且可以用于二维影像的处理。     

MANET节点移动模型仿真研究

移动自组网（MANET）节点移动特性对网络拓扑结构有重要影响,在合理的节点移动模型下对网络性能的评估才真实可靠。通过对网络仿真软件NS2进行拓展,实现个体、群体和具有地域限制的节点移动模型,提出物理链路和路由协议2个层面的评估准则,给出不同类节点模型对路由协议性能的影响程度。对研究和评估MANET的路由协议有重要的参考价值。     

MPDB测试与车对车碰撞相关性研究

为了进一步降低社会交通事故伤亡率,C-NCAP引入了移动式渐进可变形碰撞测试工况(MPDB),用以评估车辆碰撞兼容性。主要是针对MPDB工况与车对车碰撞事故的相关性问题及车身碰撞兼容性优化方法进行研究。选取某SUV车型作为“基准车”。选取另一辆车作为“子弹车”,基于压溃理论对其进行MPDB工况仿真分析及优化,得到三种碰撞兼容性评分状态下的“子弹车”,与“基准车”进行车对车碰撞仿真,对比发现MPDB工况与实车对撞(Car to Car)工况下车辆碰撞兼容性表现具有较强的相关性。     

MANET移动模型分析与仿真实验

根据随机性、时间相关、空间相关、地理受限等特性对于MANET移动模型进行了分类研究,结合3种实际应用,包括战场环境、事件场景、参观展览,比较移动模型与之相应的特点和适用范围,研究了移动模型混合使用的可行性。利用ANSIM工具对其中常用的几种移动性模型进行仿真试验,比较了RW、RD、GM模型对节点平均邻居数、平均跳数、节点间连通性的影响,并进行了校园区内障碍物模型下节点移动的场景模拟。     

柔软物体物理自由变形仿真

在虚拟现实和计算机动画技术中,基于几何模型和基于物理模型的方法已经得到广泛的研究。利用几何模型和物理模型相结合的方法,将质点弹簧模型加到Bezier网格上,通过控制Bezier网格上的控制点来达到物体的变形,该方法与直接在物体上建立质点弹簧模型的方法相比更加简单、快速,且更加容易达到物体的全局变形。质点的运动满足拉格朗日运动方程,采用了微分方程组来表示质点的运动规律,并给出了用数值求解法对系统进行了的实时计算的求解过程;同时还将一个简单的柔软物体碰撞处理方法应用在质点-弹簧模型中,实验表明该方法简单有效。     

简单座椅侧面碰撞有限元仿真研究

利用Hypermesh建立了简单车辆座椅的有限元模型,采用非线性计算仿真软件LS-DYNA进行了侧面碰撞工况下的仿真,通过仿真得到座椅在侧碰过程中各个位置的变形情况。为了减小座椅在侧碰中损坏严重位置处的变形,提高座椅的吸能效果,将方管运用到座椅中,不但分担了座椅承受的外界载荷,同时提高了座椅的吸能效果;其次,为降低乘员在侧碰中所受的冲击,将导引槽引入方管,训练系统不但降低了侧碰时的冲击力,同时保证了在侧碰中吸收的内能,最大程度的保护了乘员。     

柔性物体动态变形的实时仿真

在计算机动画和虚拟现实技术中,基于物理的建模方法是高真实感地模拟物体受力变形和运动的有效途径,用简化的质点-弹簧模型具有物理真实感地动态的模拟柔软物体变形过程.质点的运动满足拉格朗日运动方程,采用了微分方程组来表示质点的运动规律,同时还将一个简单的柔软物体碰撞处理方法应用在质点-弹簧模型中,实验结果表明该方法是简单有效的.     

利用移动最小二乘法实现图像变形

将移动最小二乘方法用于实现图像的变形操作,提出了一种基于控制曲线集的移动最小二乘图像变形方法。根据图像的形状拓扑关系或轮廓信息设置点,生成控制曲线,移动控制曲线的方向和位置使图像产生变形,生成图像的仿射变换、相似变换和刚性变换。实验表明,该方法可以使图像产生平滑、真实的变形,获得满意的效果。     

变形法移动网格求解双曲型守恒律方程研究

在现有格式的基础上要提高偏微分方程数值解的分辨率,自适应移动网格技术是一种有效而且可行的方法。文中将文献[1]提出的自适应移动网格技术推广到三角形网格,并将该方法用于求解双曲型守恒量方程。用网格自适应技术求解守恒律问题时,当生成新网格之后,需要将旧网格上的函数值更新到新的网格,并保持物理量的守恒性。针对这个问题,文中提出了函数值更新过程中守恒型插值公式的具体形式,并针对二维双曲型守恒律方程进行了仿真实验,取得了满意的结果。     

A Moving Grid Framework for Geometric Deformable Models

Geometric deformable models based on the level set method have become very popular in the last decade. To overcome an inherent limitation in accuracy while maintaining computational efficiency, adaptive grid techniques using local grid refinement have been developed for use with these models. This strategy, however, requires a very complex data structure, yields large numbers of contour points, and is inconsistent with the implementation of topology-preserving geometric deformable models (TGDMs). In this paper, we investigate the use of an alternative adaptive grid technique called the moving grid method with geometric deformable models. In addition to the development of a consistent moving grid geometric deformable model framework, our main contributions include the introduction of a new grid nondegeneracy constraint, the design of a new grid adaptation criterion, and the development of novel numerical methods and an efficient implementation scheme. The overall method is simpler to implement than using grid refinement, requiring no large, complex, hierarchical data structures. It also offers an extra benefit of automatically reducing the number of contour vertices in the final results. After presenting the algorithm, we demonstrate its performance using both simulated and real images. This work was supported in part by NSF/ERC Grant CISST#9731748 and by NIH/NINDS Grant R01NS37747.     

排球对手臂冲击的三维瞬态惯量互耦特性仿真

在排球对臂冲击建模的研究中,由于排球的侧旋球是一种最有杀伤力的打法,排球对臂冲击惯量分析的难点在于瞬态模型建立.由于排球从不同的角度落地时,球体等效质心不同,且球的等效冲击惯量差异很大.传统的建模方法对瞬间强冲击惯量和瞬态互耦特性的随变因子处理及耗时,很难准确分析球的瞬时变化情况.提出一种排球对手臂冲击的三维瞬态惯量互耦特性分析模型.对排球对臂冲击过程的三维瞬态强冲击惯量互耦特性进行分析,以x轴旋度,y轴旋度,z轴旋度,冲击角度,冲击速度,球体质量,摩擦系数,球体x轴倾角,球体y轴倾角,球体z轴倾角等10个参数作为自变因子,构建三维互耦特性分析模型,通过球体质量与冲击角度,冲击速度三个参量计算等效质心的瞬态强冲击惯量,以所有参数构建强冲击互耦模型,用瞬态强冲击惯量作用于互耦模型,分析出等效冲击指数和误差指数.仿真结果表明,上述方法对于排球对手臂的冲击有较好的仿真效果.     

2020版Euro NCAP碰撞MPDB测试对汽车设计的影响

2020版Euro NCAP更新了汽车碰撞安全试验工况。为研究新工况下的碰撞安全性,以不同质量的车辆作为研究对象,对比2020版Euro NCAP MPDB工况与现行ODB工况下被撞车辆的结构变形以及加速度波形的差异。研究表明:新工况与现行工况下的被撞车辆表现差异明显,对中小型车辆影响较大。针对分析结果提出改进思路,为新车型的碰撞安全性能研发提供参考。     

汽车与行人碰撞的动力学响应仿真研究

行人保护是汽车安全研究领域的重要问题之一。该文旨在研究真实事故中汽车前碰撞行人的动态响应。基于这一点，使用了一个经过验证的行人数学模型，模拟真实碰撞事故中行人的动态响应。文中对行人模型的运动学响应以及真实事故记录进行了比较，并且计算了头、胸、骨盆、下肢等人体各部分与损伤相关的参数。基于模拟研究的结果，提出了减少行人损伤风险的城区限行时速和通过改进汽车前部结构减少行人碰撞损伤严重程度的可行措施。     

可变形曲面的有限元模型

基于物理的造型方法是当今曲面造型研究的热点之一，可望成为今后曲面造型的实用工具。有别于他人提出的采用有限差分法将曲面离散化来构造和求解可变形曲面的方法，本文提出用有限元方法构造连续的可变形曲面，同时给出了自由曲面的有限元。该方法使用一种连续的表达来造型自由曲面，并区设计的形状已经网格化而有利于后序的分析与制造。     

Elastic Model of Deformable Fingertip for Soft-Fingered Manipulation

We propose a straightforward static elastic model of a hemispherical soft fingertip undergoing large contact deformation, as occurs when robotic hands with the fingertips handle and manipulate objects, which is suitable for the analysis of soft-fingered manipulation because of the simple form of the model. We focus on formulating elastic force and potential energy equations for the deformation of the fingers which are represented as an infinite number of virtual springs standing vertically. The equations are functions of two variables: the maximum displacement of the hemispherical fingertip and the orientation angle of a contacting planar object. The elastic potential energy has a local minimum in our model. The elastic model was validated by comparison with results of a compression test of the hemispherical soft fingertip     

应用于网上虚拟手术的自适应变形模型

提出并开发了一种适用于网上虚拟手术的自适应变形模型.在这个模型里,外力逐层地传播到软组织里,从而导致变形.通过控制外力的渗透深度,变形只局限在某些区域内发生,而模拟的计算量和准确性亦得以优化.该方法避免了在传统的质点弹簧模型中建立刚度矩阵的繁复程序.实验结果表明,这个模型可以用来模拟不同机械特性的材料,亦可用于在虚拟环境里模拟多用户的协同工作,或与多自由度的触觉式设备结合使用.     

Use of Principal Axes as the Floating Reference Frame for a Moving Deformable Body

In this paper a method to adopt the principal axes of a deformable body as its body-attached frame is presented. The deformable body in a multibody setting is allowed to deform while it undergoes rigid-body motion. The fundamental concepts of imposing the principal axes as a moving reference frame are that the origin of the frame must remain at the instantaneous mass center and that the three products of inertia must remain zero as the body deforms. These conditions require the construction of several auxiliary matrices that are used in the constraint equations at the position, velocity, and acceleration levels. These auxiliary matrices are constructed only once and remain unchanged through the motion of the deformable body. The presented formulation does not depend on the type of finite element and multibody formulations or any associated assumptions.     

人体头部变形模型研究

针对传统几何造型呆板静态的缺点,在人体头部模型中提出采用基于简化弹簧质点系统的物理建模技术。研究了简化弹簧质点系统的质点受力计算和方程组求解技术。根据人体头部特点,作特征参数化处理,并将头表面简化成由弹簧连接的线弹性质点系统。经实验,该变形模型能实时计算描述动态变形过程,达到了较好的仿真显示效果。     

面向回归测试的代码变更影响度量模型

软件待测版本相对上一个版本的代码变更,会对已有特性带来潜在的质量风险,这一风险水平直接与回归测试用例的优先级相关联.回归测试设计过程中的一个重要问题是如何衡量代码变更对回归测试用例优先级的影响.本文在回归测试用例优先级评估模型的基础上,从测试覆盖的角度建立起回归测试用例与代码变更的直接关联,从代码整体耦合性的角度建立起回归测试用例与代码变更的间接关联,分析了代码变更对回归测试的显性影响和隐性影响,进而结合回归测试用例优先级的评估要求提出了一个新的度量模型.实验结果显示,使用该模型度量代码变更对回归测试用例优先级的影响水平,可以得到比较全面和客观的定量结果,从而为回归测试用例优先级的评估提供有效的支持.