首页/文章/ 详情

最新案例 | 大众汽车:使用 ANSA 人体模型缩放工具创建模型变体

4月前浏览1097
  


人体模型(HBM)的研究应用日益广泛,并正逐渐被纳入汽车评估规程之中,例如欧洲新车安全评鉴协会(Euro NCAP)的乘员和行人保护规程。目前主要有两种类型的人体模型被使用:一种是全球人体模型联盟(GHBMC)开发的模型,另一种是丰田公司开发的全面人体安全模型(THUMS)。这两种模型都包含了所有人体主要解剖结构,并已通过大量实验数据集的验证。每种模型都包含了与各种碰撞测试假人相对应的模型,例如 50 百分位男性、5 百分位女性和 95 百分位男性。


然而,这种标准化限制了未来的发展变化,例如为不同身高或体重设计个性化的约束系统。为了解决这个问题,需要更多样化的模型来改进以适用于不同人群的约束系统。


面临的挑战


本研究的目的是开发并实施一种自动化方法,用于生成多种不同的人体模型变体,从而确保能更全面地代表不同人群,并更好地理解不同体型的人是如何与汽车安全系统相互作用的。

 


解决方案


由 ANSUR 和 CEESAR 等现有数据库中提供的人体测量数据为人体模型(HBM)变体的自动生成提供了可靠性保障。这些数据库提供了各种身体部位的详细测量数据,每个部位都由特定的解剖标志定义,而这些标志构成了精确的解剖描述框架。

目前,在 ANSA 的 HBM 人体模型缩放工具中,人体测量数据是通过 PIPER(http://piper-eu.piper-project.org/)元数据文件提供的。此外,借助 PIPER 元数据文件,可以定义缩放过程所需的标志点、节段和截面。为了生成这些变体,我们开发了 HBM 缩放工具,该工具以特定“目标”人群的人体测量数据和 PIPER 元数据文件作为输入。通过这些输入,工具通过缩放每个身体节段的相关部分来生成相对应的 HBM 表达。同时,工具应用了先进的网格变形技术来调整原始 HBM,确保身体各个部位的结构和功能保持一致性。

这种方法能够确保,当皮肤表面在被进行缩放和变形时,肌肉、骨骼和内脏等下层结构也会被相应调整,从而保持人体组织的相互关联性。

该缩放工具旨在适用于未来所有人体模型(HBM),从而支持用户在单个节段层面和整体模型层面进行修改,为创建定制化人体模型提供灵活性和精确性。


取得的成果


在一个概念验证试点项目中,大众集团的 AM50 模型(改进型 THUMS)成功地被缩小到了身高差为 6 厘米的体型较小个体。定义好模型特定的变形文件和目标数据后,变形过程仅需几分钟。最终模型符合目标人体测量数据,同时内部器官、骨骼和肌肉也与皮肤表面协调一致地进行了调整,保持了身体各部位的解剖学连续性。缩放后,只需对网格质量进行少量手动修正即可得到满足用于仿真的质量标准的最终结果。

这项概念验证项目展示了缩放工具的未来潜力,该工具能够高效地将默认百分位人体模型缩放到不同的人体测量数据下的大小,也可以修改单个身体部位,例如腿长。未来,这项工作将扩展到其他模型,包括不同百分位数模型和女性模型。

用户说

“ANSA 中的人体模型(HBM)缩放工具为创建不同体态的人体模型提供了更多可能性,使得蕴含在基于人体模型进行的车辆安全系统开发的潜力得到充分发挥。ANSA 的工具不仅稳定高效,而且相较于其他软件中类似的工具,处理速度明显更快。对于任何开发团队而言,ANSA 工具都是不可或缺的。”


END

 


来源:Cadence楷登
System碰撞汽车其他软件ANSAUMCadence
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2026-04-27
最近编辑:4月前
Cadence楷登
签名征集中
获赞 4粉丝 122文章 688课程 0
点赞
收藏
作者推荐

最新案例 | 宝马:META 专用工具栏实现瞬态应力和变形结果的生成和动画演示

包含瞬态叠加载荷的载荷工况往往会导致复杂的变形和应力,这会显著影响车身结构以及车辆其他部件的耐久性设计。仅凭耐久性仿真生成的静态结果图不足以有效识别关键载荷通道及其引起的变形。由于缺乏对关键载荷通道的深入了解,导致开发团队不得不采用低效的试错法,从而使决策过程变得复杂。因此,如果有一个高效的工具能够整合所有载荷工况及其各自的时间历程,并自动生成整个车身结构随时间变化的应力和变形结果,将极大地帮助识别关键载荷工况,并避免采用低效的试错法。面临的挑战目前耐久性仿真的流程会计算单位载荷引起的应力张量。在进行此类仿真时,典型的疲劳分析侧重于解决局部问题,而忽略了识别更广泛的概念性问题。如果能够研究单位载荷及其各自载荷时间历程组合引起的瞬态应力和变形,就有可能识别出这些更广泛的概念性问题。然而,进行瞬态有限元(FE)仿真需要创建新的载荷工况,这将导致仿真工作量显著增加且不合理。同时,对载荷时间历程和应力结果进行任何手动操作都容易耗费大量时间并可能引入错误。尤其是在一些复杂情况下,例如确定车身结构的“关键工况”,这涉及到由道路一侧发生的特定不利事件引起的整体扭转。 解决方案为了解决上述挑战,我们开发了一个专门的、用户友好的 META 工具栏,以提供以下功能。读取时间历程曲线和静态子工况;自动匹配静态子工况和时间历程;能够选择性地仅保留曲线的相关区域;利用线性叠加原理生成瞬态应力和变形结果。取得的成果新开发的 META 工具栏使工程师能够以多种组合方式可视化变形和应力结果。这有助于轻松检测车身关键区域因不同载荷历程和单位载荷而产生的更广泛的概念性问题。这项功能超越了仅靠静态分析所能达到的水平,同时还消除了耗时的有限元瞬态仿真分析的必要性。用户说新开发的 META 工具栏使工程师能够以多种组合方式可视化变形和应力结果。这有助于轻松检测车身关键区域因不同载荷历程和单位载荷而产生的更广泛的概念性问题。这项功能超越了仅靠静态分析所能达到的水平,同时还消除了耗时的有限元瞬态仿真分析的必要性。END © 2026 Cadence Design Systems, Inc. 版权所有。在全球范围保留所有权利。Cadence、Cadence 徽标和 www.cadence.com/go/trademarks 中列出的其他 Cadence 标志均为 Cadence Design Systems, Inc. 的商标或注册商标。 来源:Cadence楷登

未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习计划 福利任务
下载APP
联系我们
帮助与反馈