基于dsv汽車系統(tǒng)仿真分析解決方案

1、基于DS V5 車輛性能仿真系統(tǒng)解決方案,DS Confidential – November 2005 Page 2,,內容,1,車輛計算機虛擬仿真,熱分析,2,人機分析,光學分析,虛擬現(xiàn)實,3,總結,人機性能分析,DS Confidential – November 2005 Page 3,車輛性能仿真,項目背景：,操穩(wěn)、平順,振動與噪音分析,結構分析,人機分析,計算機輔助工程,多體運動學,邊界元分

2、析,有限元CAE,人機工程,,DS Confidential – November 2005 Page 4,,內容,1,車輛計算機虛擬仿真,熱分析,2,人機分析,光學分析,虛擬現(xiàn)實,3,總結,人機性能分析,DS Confidential – November 2005 Page 5,,SAE內嵌的SAE 標準部分,姿態(tài)分析駕駛姿態(tài)設計成員姿態(tài)分析 舒適程度分析,多適應性的人體庫針對各類目標人群庫

3、特殊人群庫精確的人體測量特殊人群庫 老人孩子。。。,視野 駕駛員視野反光鏡后視鏡障礙物光線反射,座椅的人體工程學可達性功能間隙指令控制訪問空間預留宏的批處理測試,運動校核運動舒適性空間、校核可達性進/出上下車后備箱空間使用座椅布置,虛擬現(xiàn)實內部成員使用感受照明分析沉浸式體驗 (運動跟蹤, HMD, 操縱模擬)熱管理系統(tǒng),PackageVehicle dimensions,人機工程,1,DS

4、 Confidential – November 2005 Page 6,,,人體模型建置+VOA,人體模型活動分析,人體模型姿態(tài)分析,,,人體模型測量編輯,人體模型任務仿真,,,,DS V5 人機解決方案模塊介紹,DS Confidential – November 2005 Page 7,人體庫,定制中國人體模型建立sws人體模型文件（圖一）導入中國人體sws文件（圖二）新建中國人體模型（圖三）

5、,圖一,圖二,圖三,DS Confidential – November 2005 Page 8,人體庫,建立相關人體模型等資源5th女人，50th男人，95th男人，SAE人體,DS Confidential – November 2005 Page 9,視野分析,DS Confidential – November 2005 Page 10,視野設計綜合應用,DS Confident

6、ial – November 2005 Page 11,姿態(tài)分析,視野分析,方向盤，儀表板位置，可視性可達性校核,SAE95th,前方視野分析： 最大橢圓為兩眼能夠看到的最大區(qū)域，中間區(qū)域為兩眼視野的交叉區(qū)域，最內的圓形為視野焦點位置。,95th,DS Confidential – November 2005 Page 12,姿態(tài)分析,視野分析,方向盤，儀表板位置，可視性可達性校核,50th,5th,前方

7、視野分析： 最大橢圓為兩眼能夠看到的最大區(qū)域，中間區(qū)域為兩眼視野的交叉區(qū)域，最內的圓形為視野焦點位置。,DS Confidential – November 2005 Page 13,姿態(tài)分析,視野分析,方向盤，儀表板位置，可視性可達性校核,SAE95th,方向盤、儀表板位置視野分析：方向盤、儀表盤都在視野范圍內,95th,DS Confidential – November 2005 Page 14,姿

8、態(tài)分析,視野分析,方向盤，儀表板位置，可視性可達性校核,50th,5th,方向盤、儀表板位置視野分析：方向盤、儀表盤都在視野范圍內,DS Confidential – November 2005 Page 15,視野分析,結果：95th在方向盤調高至高點儀表非重要部分被遮擋，方向盤調至最低點大部分儀表被遮擋。50th 在方向盤調高至高點儀表未被遮擋，方向盤調至最低點大部分儀表被遮擋。5th 人在方向盤調低至最高點儀

9、表未被遮擋，調至最低點少部分被遮擋。結論：樣車的方向盤和儀表的布置關系，當被調到最高點使用對于駕駛者來說可視性比較好。,DS Confidential – November 2005 Page 16,VOA導入人體模型并布置定位,通過VOA導入的車輛乘員、并快速布置定位，符合SAE標準。,按照SAE標準導入第一排駕駛員和乘員位置數(shù)據(jù),按照SAE標準導入第二排駕駛員和乘員位置數(shù)據(jù),DS Confidential – N

10、ovember 2005 Page 17,VOA導入人體模型并布置定位,通過VOA導入的車輛乘員、并快速布置定位，符合SAE標準。,按照SAE標準導入第三排駕駛員和乘員位置數(shù)據(jù),快速定位所有乘員的位置,DS Confidential – November 2005 Page 18,VOA導入人體模型并布置定位,在工程制圖模塊中生成二維人體模板圖,生成二維人體模板錄像,DS Confidential – N

11、ovember 2005 Page 19,VOA導入人體模型并定位,乘員空間分析，正常駕駛姿態(tài)和第二、三排乘客坐姿布置，肢體包絡范圍校核。,DS Confidential – November 2005 Page 20,VOA導入人體模型并定位,空間分析,SAE:95th頭部空間測量,頭部空間測量結果：距頂棚外側64mm,考慮內飾部分約30mm，剩余空間34mm，滿足頭部空間要求。肩部肘部空間測量結果：

12、肩部肘部與車內內飾距離較大如右圖，滿足設計要求。,95th肩部空間測量,DS Confidential – November 2005 Page 21,VOA導入人體模型并定位,空間分析,左側腿部空間,右側腿部空間,腿部空間校核結果：95th與周圍內飾件無干涉，具體同內飾件的距離測量值如上圖示。,DS Confidential – November 2005 Page 22,VOA導入人體模型并定位,空間

13、分析,SAE:95th空間測量,95th男性、5th女性通常采用座椅調節(jié)至前端駕駛，方向盤在下端位置時距離男性人體的距離為42mm，能滿足設計要求。結果：各項數(shù)據(jù)均滿足駕駛員乘坐空間要求,5th空間測量,DS Confidential – November 2005 Page 23,VOA導入人體模型并布置定位,第二排乘客坐姿,SAE:95th空間測量,干涉37mm、46mm,采用正常姿態(tài)乘坐的第二排中間人體模型與兩邊

14、各干涉86mm、93mm，所以第二排坐SAE95th人體模型會不是很舒適。,DS Confidential – November 2005 Page 24,VOA導入人體模型并布置定位,第二排乘客坐姿,95th空間測量,調整后干涉20mm、21mm,采用正常姿態(tài)乘坐的第二排中間人體模型與兩邊各干涉71mm、70mm，所以第二排坐95th人體模型會不是很舒適。,DS Confidential – November 200

15、5 Page 25,VOA導入人體模型并布置定位,第二排乘客坐姿,50th空間測量,經調整，可以不干涉,采用正常姿態(tài)乘坐的第二排中間人體模型與兩邊各干涉46mm、58mm，所以第二排坐50th人體模型基本可以坐下。,DS Confidential – November 2005 Page 26,VOA導入人體模型并布置定位,第二排乘客坐姿,5th空間測量,正常坐姿時，第二排中間人體模型與兩邊人體模型無干涉，

16、所以第二排適合5th人體模型乘坐。,DS Confidential – November 2005 Page 27,VOA導入人體模型并布置定位,第二排乘客坐姿結果分析：SAE95th、95th、50th人體模型乘坐時都有干涉，需要調整才能達到三并排人體之間不干涉。但經過調節(jié)可以滿足坐下。5th女人三并排人體之間不存在干涉，是一個非常舒適的狀態(tài)。建議：可以將車體加寬180mm，或者第二排不適合坐較高人體。,DS

17、 Confidential – November 2005 Page 28,VOA導入人體模型并布置定位,第三排乘員坐姿,與第二排位置關系,與車頂部位置關系,DS Confidential – November 2005 Page 29,VOA導入人體模型并布置定位,第三排乘員坐姿結果分析：SAE95th百分位人體頭部與車頂距離26mm，內飾30mm，略有干涉；腿部空間與前排座椅不干涉；肩部和肘部與周

18、圍內飾件無干涉，保持85mm以上的距離，空間足夠。95th百分位人體頭部與車頂距離66mm，內飾30mm ，人體能夠正常坐下；腿部與前部第二排座位沒有干涉。50th百分位人體頭部與車頂距離106mm，內飾30mm ，人體能夠正常坐下；腿部與前部第二排座位沒有干涉。5th百分位人體頭部與車頂距離156mm，內飾30mm ，人體能夠正常坐下；腿部與前部第二排座位沒有干涉。建議：1、將第三排車頂篷抬高10mm,DS Confident

19、ial – November 2005 Page 30,姿態(tài)分析,可達性校核,SAE95th,可達性分析：包絡為人體模型上肢所能達到的范圍,95th,DS Confidential – November 2005 Page 31,姿態(tài)分析,可達性校核,50th,5th,可達性分析：包絡為人體模型上肢所能達到的范圍,DS Confidential – November 2005 Page 3

20、2,姿態(tài)分析,可達性校核（雨刮器和轉彎燈校核）,SAE95th姿態(tài)圖,5th姿態(tài)圖,結果分析：SAE95th、5th人體的雨刮器和轉向開關滿足要求。,DS Confidential – November 2005 Page 33,姿態(tài)分析,舒適度分析、自動姿態(tài)優(yōu)化（舒適角度）、車內扶手使用方便性校核1、2 (綠色) – 這個分數(shù)顯示如果它長時間維持和重復這個姿態(tài)可以接受.3 、4 (黃色) – 這個分數(shù)顯示這個姿態(tài)需

21、要進一步調整和更改5、6 (Orange) –這個分數(shù)顯示這種姿態(tài)不久后必須改變 7 (紅色) – 這個分數(shù)顯示需要立即改變.,DS Confidential – November 2005 Page 34,活動分析與舒適度,人員上下車、換檔、 手剎、方向盤、三踏板及車內設備使用,SAE95th放下手剎姿態(tài)圖,SAE95th拉緊手剎姿態(tài)圖,DS Confidential – November 2005

22、 Page 35,活動分析與舒適度,人員上下車、換檔、 手剎、方向盤、三踏板及車內設備使用,95th放下手剎姿態(tài)圖,95th拉緊手剎姿態(tài)圖,DS Confidential – November 2005 Page 36,活動分析與舒適度,人員上下車、換檔、 手剎、方向盤、三踏板及車內設備使用,50th放下手剎姿態(tài)圖,50th拉緊手剎姿態(tài)圖,DS Confidential – November 2005 P

23、age 37,活動分析與舒適度,人員上下車、換檔、 手剎、方向盤、三踏板及車內設備使用,5th放下手剎姿態(tài)圖,5th拉緊手剎姿態(tài)圖,DS Confidential – November 2005 Page 38,活動分析與舒適度,換檔SAE95th,DS Confidential – November 2005 Page 39,活動分析與舒適度,換檔95th,DS Confidential – Novem

24、ber 2005 Page 40,活動分析與舒適度,換檔50th,DS Confidential – November 2005 Page 41,活動分析與舒適度,換檔5th,DS Confidential – November 2005 Page 42,活動分析與舒適度,人員上下車、換檔、 手剎、方向盤、三踏板及車內設備使用方向盤的使用,方向盤操作人體舒適度錄像,DS Confiden

25、tial – November 2005 Page 43,活動分析與舒適度,人員上下車、換檔、 手剎、方向盤、三踏板及車內設備使用三踏板的使用,三踏板的使用,DS Confidential – November 2005 Page 44,活動分析與舒適度,生物力學平衡計算、RULA在仿真運動時顏色實時更新，結果輸出生物力學平衡計算、結果輸出,生物力學平衡計算分析,DS Confidential – N

26、ovember 2005 Page 45,人機任務仿真分析,模擬人員在車內外姿態(tài)、活動（人體模型姿態(tài)庫，人體模型任務庫）前機蓋開合、更換輪胎、加油口布置、油尺檢查頭部運動包絡生成,生成頭部包羅,DS Confidential – November 2005 Page 46,人機任務仿真分析,模擬人員在車內姿態(tài)、活動,手與門內飾板無干涉。胳膊與門扶手輕微干涉。 結論：建議在內飾板造型時，考慮為人體多留空

27、間,DS Confidential – November 2005 Page 47,人機任務仿真分析,模擬人員上下車活動,上下車錄像,分析結果：SAE95th下車時腿部與方向盤、門檻可以不干涉，頭頂和門框無干涉。但是下車是一個非常不舒適的動作。,DS Confidential – November 2005 Page 48,人機任務仿真分析,模擬人員前機蓋開合,SAE95th人體操作關閉發(fā)動機艙,95th

28、人體操作關閉發(fā)動機艙,DS Confidential – November 2005 Page 49,人機任務仿真分析,模擬人員前機蓋開合,50th人體操作關閉發(fā)動機艙,5th人體操作關閉發(fā)動機艙,DS Confidential – November 2005 Page 50,人機任務仿真分析,模擬人員前機蓋開合,結果分析：SAE95th、95th和50th人體可以操作開閉發(fā)動機艙蓋，50th比較費力。

29、5th 女人人體不能夠到發(fā)動機艙蓋打開時的位置。無法關閉打開發(fā)動機艙。,DS Confidential – November 2005 Page 51,人機任務仿真分析,模擬人員前機蓋開合,人員開啟前機艙蓋錄像,DS Confidential – November 2005 Page 52,人機任務仿真分析,模擬人員后機蓋開合,5th關車門姿態(tài)模擬,SAE95th關車門姿態(tài)模擬,DS Confident

30、ial – November 2005 Page 53,人機任務仿真分析,模擬人員后機蓋開合,95th人體在車廂打開后站立工作姿態(tài),95th人體在車廂打開后站立工作姿態(tài),DS Confidential – November 2005 Page 54,人機任務仿真分析,模擬人員后機蓋開合,結果分析：后備箱的開度可以讓各種百分位人體操作，開度空間適合5th、50th人體站立，95th干涉19.33mm，SA

31、E95th人體干涉82.66mm。但是人在進入后備艙內可以稍微一下頭，便能進入。,DS Confidential – November 2005 Page 55,人機任務仿真分析,模擬人員后機蓋開合,人員后機艙蓋開合錄像,DS Confidential – November 2005 Page 56,人機任務仿真分析,更換輪胎,更換輪胎錄像,DS Confidential – November 2005

32、 Page 57,人機任務仿真分析,加油口布置、油尺檢查,四個百分位人體開加油口的姿態(tài)模擬,DS Confidential – November 2005 Page 58,人機任務仿真分析,干涉檢查、活動能量消耗計算,DS Confidential – November 2005 Page 59,總結,通過四個百分位人體模型的多項任務，和各種姿態(tài)分析以及 10個

33、動態(tài)模擬姿態(tài)視頻文件。 結論：通過對樣車的人機工程評價結果分析，本樣車總體適合中等身高以上人群駕駛，對于個子矮小人群比較不適合。其中需要修改的項目：車頂?shù)谌懦丝妥挝恢煤蛯挾鹊男薷男枰M一步完善方案,DS Confidential – November 2005 Page 60,光分析OPTIS,達索公司與著名的光學系統(tǒng)開發(fā)公司OPTIS合作將其最新發(fā)新的強大光學仿真軟件OPTIS OptisWorks Studi

34、o 2008實現(xiàn)集成，在一個界面下實現(xiàn)對照明系統(tǒng)的校核,DS Confidential – November 2005 Page 61,熱分析RadTherm+CFD,熱環(huán)境管理設計與分析工具RadTherm 內部外部熱管理,DS Confidential – November 2005 Page 62,熱分析RadTherm,產品的技術和功能特點快速精確的求解模型規(guī)模無限制快速完成系統(tǒng)與環(huán)境建模

35、開放性,DS Confidential – November 2005 Page 63,熱分析RadTherm,汽車行業(yè)軟件使用客戶,DS Confidential – November 2005 Page 64,虛擬現(xiàn)實Virtools汽車應用概述,為了在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中展示汽車駕駛、操作、維護的真實場面體驗，并實現(xiàn)人機實時交互，需要選擇一流的虛擬現(xiàn)實仿真軟件，該軟件系統(tǒng)應該和圖形生成系統(tǒng)具有良好的兼容性

36、，并支持多種通用的虛擬現(xiàn)實外設。Virtools不僅具有全面沉浸感的虛擬仿真環(huán)境還具有豐富的虛擬仿真組件（包括實時渲染，及Virtools專屬的庫等），功能完整的功能庫，使用戶無需增加任何其它的功能庫。易于編輯和使用的虛擬仿真組件使得虛擬環(huán)境更加豐富多彩；豐富的行為模塊能夠創(chuàng)建定制出完美的交互作品。,DS Confidential – November 2005 Page 65,,DS Confidential –

37、November 2005 Page 66,Virtools VR Pack 概述,為PC(PC Cluster) 而設計，不但支持多種標準的虛擬現(xiàn)實硬件設備，且支持多屏幕的立體展示，一臺PC就可以進行沉浸式虛擬現(xiàn)實 的多畫面模擬VR Library(虛擬現(xiàn)實庫)是 Virtools 的擴展功能庫幫助用戶創(chuàng)建基于標準 VR 外圍設備 / PC 集群(分布式計算)的完全沉浸式的( immersive )、逼真的 3D 體