基于RAMSIS的上下车方便性分析方法

李辉、和昌静

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，柳州 545007）

1 前言

上下车方便性的设计是整车开发过程中的一项重要内容。其中涉及到参数设计不合理的情况，如果在软工装或OTS 样车阶段才修改参数，则会对车辆的开发周期产生重大影响，严重影响车辆的上市时间。若不做修改，则会在车辆上市销售后，被客户抱怨，影响车型的竞争力。

RAMSIS 是“用于乘员仿真的计算机辅助人体数字系统”，是一种用于乘员仿真和车身人机工程设计的高效CAD 工具。该软件为工程师提供了一个详细的数字人体模型，来模拟仿真驾驶员的驾驶行为。设计者在产品开发过程的初期，在只有少量CAD 数据的情况下就可以进行大量的人机工程分析，从而避免在后续产品开发过程的较晚阶段进行昂贵的修改。RAMSIS 已经成为在全球汽车研发行业中广泛用于人机工程设计的校核标准。

本文将介绍前侧门乘员上下车方便性的分析方法，后侧门乘员下车方法与之相同。

2 建立不同尺寸的人体库

根据人体尺寸的正态分布比例，需要在软件RAMSIS 中建立不同尺寸的人体库。样本的选取情况，一般情况可结合市场需求，提出重点关注的人群。而最初人体数据库的数据，是基于对德国人的广泛人体调查而建立的，所以必须将德国数据库切换成中国区域的人体数据库[1]，如图1所示。

图1 所建立的人体库数据示意图

例如，对于一般乘用车，可分别为5 百分位女性（150WM，即身高150 cm，女性正常均匀身材，下同；再根据图1所示表格选择相应人体），50 百分位女性和男性，以及95 百分位女性和男性[2]。此外，可根据项目实际需求校核特殊尺寸人体的人机状态。

本文的校核内容仅以大人体（190MM）为例，其他人体尺寸的校核步骤与大人体的校核步骤相同。

3 上下车的校核方法

3.1 三维数据格式转换

由于RAMSIS 软件不能直接使用Part 格式的数据，在使用RAMSIS 进行校核前，需要先将软件三维数模中的数据转换为后缀为IGS 或者IGES 格式的数据，再导入到RAMSIS 软件中。以下数据需要从UG 软件中导出：地平面、打开状态的车门内饰板、门槛饰板、门框胶条、顶棚、位于校核位置的座椅、地毯、方向盘及校核位置的H 点等。

3.2 数据导入

启动RAMSIS 软件，新建任务，导入上述准备好的IGS 或者IGES 格式的数据（图2）。

图2 导入的车辆数据

3.3 驾驶员、乘员尺寸约束

（1）点击“Manikin-Creat”，按系统默认选项生成一个男性假人模型，该人体模型的尺寸为系统默认尺寸。

（2）点击“File-Open”，在Body Dimensions 中选择数据库中的“190MM”的人体参数，点击“Open”（图3），人体尺寸对应更改。USA SAE 标准96.1%的男性人体百分位人体模型创建完成。

图3 创建人体库

3.4 乘员上下车姿态约束

（1）点击“File-Open”，在Skin Points 数据库中选择“MANV34”，打开后，皮肤点集被加载到人体模型上。

（2）点击“Animate-Define Task”，新建约束，将假人臀部约束至座垫上（图4）。运行“Posture Calculation”，生成相应姿态视图（图5）。

图4 假人约束后状态

图5 假人约束后状态

（3）点击“Animate-Rotate”，调整假人的角度，使其向外侧偏转30°（图6）。点击“Animate-Translate”，分别调整假人X 坐标、Y 坐标，使其乘坐位置在X 向不受B 柱影响。同时，使其臀部在座椅上的位置在Y 向比坐垫中心偏外150 mm（图7）。

图6 假人角度调整

图7 假人坐标调整

（4）点击“Animate-Joint”，选择如下关节点，调节相应角度。

①分别选择左侧髋关节、膝关节和脚关节，调节其角度，使假人左腿跨过门槛、脚部接触地面。

②分别选择左侧髋关节、膝关节和脚关节，调节其角度，使假人右脚踩在地毯上。

③分别选择右肩关节、肘关节和手腕关节，调节其角度，使假人右手搭在方向盘上。

④选择腰关节，使假人上半身向外倾斜，至头部通过的门洞上方。

调整后的乘员上下车姿态，如图8所示。

图8 调整后的上下车姿态

3.5 乘员上下车方便性校核

在约束好的RAMSIS 模型中，查看乘员头部与门框胶条的距离，不能出现干涉；查看乘员左腿与门槛距离，不能出现干涉；查看乘员腿部与周边内饰件，不能出现干涉情况。

4 结束语

对于每一个需要研发的项目车型，都需要进行不同尺寸的人体进行上下车方便性分析。相对应的，某一尺寸的假人模型，都需要用它去进行不同车型的测试和分析[3]。因此，为了在后续的项目中可以直接方便套用已有的人体模型，即可将已建立不同尺寸的人体数据模型库，直接应用在相对应的车型项目上，这样就能节省前期数据设置和导入过程，节约了试验成本和缩短了研发周期。

同时，通过软件的分析，能较为准确地模拟在实际状态下的上下车情况，检查上下车方便性的设计。这样能够尽早发现和解决相关问题，为项目开发减少后续的验证、返工时间，提高了设计质量。