基于并行有限元和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的汽車碰撞事故再現(xiàn)方法研究.pdf

1、據(jù)，事故發(fā)生前的車輛運(yùn)動(dòng)參數(shù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入數(shù)據(jù)，以汽車碰撞仿真結(jié)果作為網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練樣本，將遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于汽車碰撞事故過(guò)程的建模；以建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為變形量預(yù)測(cè)器，結(jié)合全局搜索且魯棒的遺傳算法，對(duì)訓(xùn)練完成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化求解得到事故發(fā)生瞬間的車輛運(yùn)動(dòng)參數(shù)。 基于系統(tǒng)集成的思想開(kāi)發(fā)了一套面向高性能計(jì)算機(jī)的事故再現(xiàn)軟件系統(tǒng)，從而為高性能計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)探索了一條新的途徑。該系統(tǒng)利用有限元方法實(shí)現(xiàn)汽車碰撞事故的并行計(jì)算和再現(xiàn)結(jié)

2、果的可視化分析。在該系統(tǒng)中，將商業(yè)性有限元軟件和自主開(kāi)發(fā)的優(yōu)化迭代軟件結(jié)合，形成并行化的集成系統(tǒng)，不僅可以充分利用高性能計(jì)算機(jī)的計(jì)算資源，而且基于PC的客戶端人機(jī)界面友好，方便用戶的使用。與完全自主開(kāi)發(fā)軟件相比，系統(tǒng)集成方案開(kāi)發(fā)效率高、周期短、成本低、編程工作量少。 針對(duì)某型號(hào)國(guó)產(chǎn)小客車發(fā)生的一起碰撞圍墻事故，用本文提出的方法展開(kāi)再現(xiàn)研究。根據(jù)該事故的特點(diǎn)，首先確定兩個(gè)變化因素：碰撞速度及角度，然后選擇11個(gè)車身關(guān)鍵點(diǎn)作為研究對(duì)

3、象，采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x進(jìn)行關(guān)鍵點(diǎn)變形量測(cè)量；根據(jù)事故現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境建立事故場(chǎng)景的有限元模型，包括小客車、防撞圍墻和路面等；根據(jù)CMVDR294的要求，進(jìn)行了正面碰撞剛性墻的數(shù)值模擬，整車碰撞變形與實(shí)車試驗(yàn)結(jié)果較為吻合，驗(yàn)證了數(shù)值模型的可靠性。接著以該模型為基礎(chǔ)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的軟件系統(tǒng)進(jìn)行事故再現(xiàn)研究，得到了和事故車真實(shí)變形最接近的再現(xiàn)結(jié)果。最后通過(guò)建立整車-乘員-約束系統(tǒng)模型，以車輛在事故中的運(yùn)動(dòng)為激勵(lì)，研究乘員在事故中的碰撞響應(yīng)以及損傷情況。

4、 利用車身變形信息，借助有限元方法進(jìn)行交通事故研究可以獲得精度較高的結(jié)果，而且仿真結(jié)果可以非常方便的采用三維動(dòng)畫(huà)的形式再現(xiàn)事故全過(guò)程，這有利于更準(zhǔn)確的鑒定事故責(zé)任；同時(shí)，可以對(duì)關(guān)鍵零部件的變形及乘員所受傷害給出量化評(píng)價(jià)，從而對(duì)汽車結(jié)構(gòu)等進(jìn)行有針對(duì)的安全性改進(jìn)，真正做到“以人為中心”進(jìn)行汽車安全性研究。本文所提出的事故再現(xiàn)方法和開(kāi)發(fā)的軟件都可以應(yīng)用于具體事故的分析處理，從而為發(fā)生了復(fù)雜變形的重大交通事故鑒定提供科學(xué)的理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。