本申请提供了一种窗口镜碎石冲击试验仿真方法、装置及电子设备，涉及光学器件技术领域。该方法包括：基于流体力学，获得与设置的试验条件对应的碎石的喷射管数模，并根据喷射管数模计算得到碎石的速度信息，速度信息中包括速度值；根据试验条件，建立窗口镜有限元模型及碎石有限元模型，碎石有限元模型中碎石的速度基于速度信息确定；根据试验条件中的边界条件、窗口镜有限元模型及碎石有限元模型，计算得到窗口镜应力分布图，并根据窗口镜应力分布图获得试验仿真结果。如此，可预测窗口镜是否存在破坏的风险，避免无效的实物测试导致时间成本、人力成本的浪费；并且碎石的速度是基于流体力学仿真得到的，可保证试验仿真结果的准确性。确性。确性。
【技术实现步骤摘要】
窗口镜碎石冲击试验仿真方法、装置及电子设备
[0001]本申请涉及光学器件
，具体而言，涉及一种窗口镜碎石冲击试验仿真方法、装置及电子设备。
技术介绍
[0002]随着智能驾驶的不断发展，激光雷达是未来智能驾驶中不可或缺的核心部件。汽车在行驶过程中，行经的路面环境难以预测，存在碎石冲击激光雷达窗口镜的可能，比如，对方运输车有碎石掉落。在冲击后，若窗口镜的强度不足，将出现窗口镜破裂的情况，进而导致雷达损坏，直接影响汽车的安全性能。在雷达开发阶段需进行碎石冲击试验，验证窗口镜是否符合强度。
[0003]在窗口镜设计过程中，为追求最佳光学性能，光学工程师在设计窗口镜结构时，一般会将窗口镜厚度设计地过薄，进而导致时常出现强度不足的情况。美国工程师协会标准SAE
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J400
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2002《汽车表面涂层的抗碎石测试》给出了一种强度试验方法。然而，实物测试的效率较低，若产品实物不符合标准，还会经历反复的修改，导致产品开发周期延长，开发成本增加。
技术实现思路
[0004]本申请实施例提供了一种窗口镜碎石冲击试验仿真方法、装置、电子设备及可读存储介质，其能够在利用实体进行碎石冲击试验前，预测窗口镜是否存在破坏的风险，避免无效的实物测试导致时间成本、人力成本的浪费，并且便于快速进行不同材料和结构的方案对比，达到光学和结构性能最优化，有效规避潜在风险，同时试验仿真方式便于相关技术人员掌握。
[0005]本申请的实施例可以这样实现：
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种窗口镜碎石冲击试验仿真方法，所述方法包括：
[0007]基于流体力学，获得与设置的试验条件对应的碎石的喷射管数模，并根据所述喷射管数模计算得到所述碎石的速度信息，其中，所述速度信息中包括速度值；
[0008]根据所述试验条件，建立窗口镜有限元模型及碎石有限元模型，其中，所述碎石有限元模型中碎石的速度基于所述速度信息确定；
[0009]根据所述试验条件中的边界条件、窗口镜有限元模型及碎石有限元模型，计算得到窗口镜应力分布图，并根据所述窗口镜应力分布图获得试验仿真结果。
[0010]在可选的实施方式中，所述根据所述试验条件，建立窗口镜有限元模型，包括：
[0011]获得碎石冲击试验对应的窗口镜的窗口镜数模；
[0012]在有限元前处理软件中，针对所述窗口镜数模进行网格划分，并根据所述试验条件中的材料条件设置材料信息，得到所述窗口镜有限元模型，其中，所述窗口镜有限元模型的材料信息包括塑性材料本构模型。
[0013]在可选的实施方式中，所述针对所述窗口镜数模进行网格划分，包括：
[0014]针对所述窗口镜数模，进行中面网格抽取，并设置中面网格厚度以得到所述窗口镜有限元模型；或者，
[0015]针对所述窗口镜数模，使用实体单元划分网格，以得到所述窗口镜有限元模型，其中，厚度方向划分的单元数量基于所述窗口镜的厚度及网格尺寸得到。
[0016]在可选的实施方式中，所述根据所述试验条件，建立碎石有限元模型，包括：
[0017]根据所述试验条件中的碎石条件，获得碎石数模；
[0018]根据所述喷射管数模的尺寸及所述碎石数模的尺寸，获得碎石数量；
[0019]根据所述碎石数模、碎石数量及速度信息，获得所述碎石有限元模型。
[0020]在可选的实施方式中，在所述喷射管数模对应的喷射管为圆柱体、所述碎石为球体的情况下，所述根据所述喷射管数模的尺寸及所述碎石数模的尺寸，获得碎石数量，包括：
[0021]根据所述喷射管的直径及单个碎石的直径，计算得到初始数量，其中，所述初始数量表示所述喷射管的与所述喷射管的长度方向垂直的横截面内可容纳的碎石的数量；
[0022]根据所述初始数量获得所述碎石数量。
[0023]在可选的实施方式中，所述根据所述初始数量获得所述碎石数量，包括：
[0024]根据调整系数及所述初始数量，计算得到所述碎石数量。
[0025]在可选的实施方式中，所述根据所述喷射管数模计算得到所述碎石的速度信息，包括：
[0026]根据所述试验条件中的喷射管出入口压力要求及壁面滑移要求，计算得到所述喷射管内的气体流度，并将所述气体流度中的速度值作为所述碎石的速度值。
[0027]在可选的实施方式中，所述根据所述喷射管数模计算得到所述碎石的速度信息，包括：
[0028]根据所述试验条件中的喷射管出入口压力要求、壁面滑移要求及所述碎石的尺寸和数量，计算得到所述碎石的速度方向及速度值。
[0029]在可选的实施方式中，所述根据所述窗口镜应力分布图获得试验仿真结果，包括：
[0030]根据所述窗口镜应力分布图，确定出最大应力值；
[0031]判断所述最大应力值是否小于所述试验条件对应的材料屈服强度；
[0032]若小于，则确定窗口镜无塑性变形及破裂风险；
[0033]若不小于，则确定窗口镜有塑性变形及破裂风险。
[0034]在可选的实施方式中，在所述试验仿真结果表示窗口镜有塑性变形及破裂风险时，所述方法还包括：
[0035]获得与结构调整后的窗口镜对应的窗口镜有限元模型，并根据再次获得的窗口镜有限元模型再次进行试验仿真，以得到与再次获得的窗口镜有限元模型对应的试验仿真结果。
[0036]第二方面，本申请实施例提供一种窗口镜碎石冲击试验仿真装置，所述装置包括：
[0037]速度获得模块，用于基于流体力学，获得与设置的试验条件对应的碎石的喷射管数模，并根据所述喷射管数模计算得到所述碎石的速度信息，其中，所述速度信息中包括速度值；
[0038]模型获得模块，用于根据所述试验条件，建立窗口镜有限元模型及碎石有限元模
型，其中，所述碎石有限元模型中碎石的速度基于所述速度信息确定；
[0039]分析模块，用于根据所述试验条件中的边界条件、窗口镜有限元模型及碎石有限元模型，计算得到窗口镜应力分布图，并根据所述窗口镜应力分布图获得试验仿真结果。
[0040]在可选的实施方式中，所述模型获得模块具体用于：
[0041]获得碎石冲击试验对应的窗口镜的窗口镜数模；
[0042]在有限元前处理软件中，针对所述窗口镜数模进行网格划分，并根据所述试验条件中的材料条件设置材料信息，得到所述窗口镜有限元模型，其中，所述窗口镜有限元模型的材料信息包括塑性材料本构模型。
[0043]在可选的实施方式中，所述模型获得模块具体用于：
[0044]针对所述窗口镜数模，进行中面网格抽取，并设置中面网格厚度以得到所述窗口镜有限元模型；或者，
[0045]针对所述窗口镜数模，使用实体单元划分网格，以得到所述窗口镜有限元模型，其中，厚度方向划分的单元数量基于所述窗口镜的厚度及网格尺寸得到。
[0046]在可选的实施方式中，所述模型获得模块具体用于：
[0047]根据所述试本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种窗口镜碎石冲击试验仿真方法，其特征在于，所述方法包括：基于流体力学，获得与设置的试验条件对应的碎石的喷射管数模，并根据所述喷射管数模计算得到所述碎石的速度信息，其中，所述速度信息中包括速度值；根据所述试验条件，建立窗口镜有限元模型及碎石有限元模型，其中，所述碎石有限元模型中碎石的速度基于所述速度信息确定；根据所述试验条件中的边界条件、窗口镜有限元模型及碎石有限元模型，计算得到窗口镜应力分布图，并根据所述窗口镜应力分布图获得试验仿真结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述试验条件，建立窗口镜有限元模型，包括：获得碎石冲击试验对应的窗口镜的窗口镜数模；在有限元前处理软件中，针对所述窗口镜数模进行网格划分，并根据所述试验条件中的材料条件设置材料信息，得到所述窗口镜有限元模型，其中，所述窗口镜有限元模型的材料信息包括塑性材料本构模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述针对所述窗口镜数模进行网格划分，包括：针对所述窗口镜数模，进行中面网格抽取，并设置中面网格厚度以得到所述窗口镜有限元模型；或者，针对所述窗口镜数模，使用实体单元划分网格，以得到所述窗口镜有限元模型，其中，厚度方向划分的单元数量基于所述窗口镜的厚度及网格尺寸得到。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述试验条件，建立碎石有限元模型，包括：根据所述试验条件中的碎石条件，获得碎石数模；根据所述喷射管数模的尺寸及所述碎石数模的尺寸，获得碎石数量；根据所述碎石数模、碎石数量及速度信息，获得所述碎石有限元模型。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述喷射管数模对应的喷射管为圆柱体、所述碎石为球体的情况下，所述根据所述喷射管数模的尺寸及所述碎石数模的尺寸，获得碎石数量，包括：根据所述喷射管的直径及单个碎石的直径，计算得到初始数量，其中，所述初始数量表示所述喷射管的与所述喷射管的长度方向垂直的横截面内可容纳的碎石的数量；根据所述初始数量获得所述碎石数量。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始数量获得所述碎石数量，包括：根据调整系数及所述初始数量，计算得到所述碎石数量。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述喷射管数模计算得到所述碎石的速度信息，包括：根...
【专利技术属性】
技术研发人员：王亮，疏达，
申请(专利权)人：北醒北京光子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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