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乘用车侧面碰撞可靠性优化设计研究
| 论文题名： | 乘用车侧面碰撞可靠性优化设计研究 |
| 关键词： | 汽车工程;侧面碰撞试验;安全性;优化设计 |
| 摘要： | 近年来我国经济呈现快速、稳定发展趋势，汽车已经成为人们出行的重要交通工具走进了千家万户，并且我国的汽车保有量也在逐年增加。汽车的出现给我们的家庭生活带来诸多便利的同时，也相应的带来了一系列社会问题，比如交通安全、空气污染、能源紧缺等。其中，交通事故已经成为非常严重的公共安全问题。在各种类型的汽车碰撞事故中，侧面碰撞事故发生的比例和造成的死亡人数仅次于正面碰撞。目前汽车侧面碰撞的安全性设计研究主要以侧面碰撞法规为依据进行确定性优化，由于侧碰法规中的碰撞角度和碰撞速度都是一定的，而实际交通事故发生时碰撞角度和碰撞速度都是随机的，这种考虑实际交通事故中碰撞角度和碰撞速度的工况研究的比较少。 为弥补国内外对于汽车侧面碰撞研究的不足，本文以C-NCAP和US-NCAP的侧面碰撞试验法规为基础，结合国内外交通事故调查统计数据和相关参考文献，考虑实际情况下碰撞速度和碰撞角度的随机性，将可靠性理论应用于汽车侧面碰撞的安全性研究。本文的主要工作和研究内容如下: 1、对汽车侧面碰撞安全性设计的相关文献进行了研究分析，介绍了汽车侧面碰撞的常用研究方法，并建立了可变形移动壁障有限元模型和整车侧面碰撞有限元模型。 2、选取侧围关键部件作为设计变量，将碰撞速度和碰撞角度作为随机变量，通过试验设计获得100组碰撞仿真数据，分析参数对输出响应的影响大小，并建立多项式响应面模型，完成响应面模型精度验证。 3、结合多目标优化算法和可靠性理论，基于多项式响应面模型对乘用车侧面碰撞进行参数优化，分别进行确定性优化和可靠性优化，并对结果进行对比分析。将可靠性优化结果进行了数据圆整，对其工程的可行性进行了验证，为以后进行乘用车侧面碰撞结构参数设计提供了参考依据。 论文研究表明，相比于初始设计，确定性优化使得质量最小，降低了14.64％，但是优化结果不满足可靠性要求;可靠度为90％的可靠性优化使得质量降低了11.04％，可靠度为95％的可靠性优化使得质量降低了8.96％，并且可靠性优化使得其他各性能指标都满足可靠度要求。可靠度目标越大，输出响应均值越远离约束边界，可靠性越高。 |
| 作者： | 姚长海 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 曹立波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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