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基于Chebyshev区间方法的主被动集成乘员约束系统可靠性研究
| 论文题名： | 基于Chebyshev区间方法的主被动集成乘员约束系统可靠性研究 |
| 关键词： | 汽车乘员约束系统;自动紧急制动系统;主动预紧式安全带;可靠性分析 |
| 摘要： | 随着汽车主被动安全技术的不断发展，主被动安全集成下的乘员约束系统保护性能研究是现代汽车安全技术研究的重要方向。自动紧急制动(AutomaticEmergencyBraking,AEB)系统和主动预紧式安全带是主被动安全集成系统中的两项重要内容。虽然AEB系统可以避免汽车碰撞发生或降低碰撞初始速度、削弱碰撞强度，但同时也会改变汽车预碰撞环境，造成碰撞前乘员身体离位，影响约束系统对乘员的保护效果。主动预紧式安全带可以约束乘员身体前倾，为约束系统提供良好的碰撞环境。 基于此，为提高AEB与主动预紧式安全带集成作用下乘员约束系统的保护性能，本文对三种工况下的乘员碰撞损伤进行分析，同时对约束系统的关键参数进行匹配优化。主要研究内容如下： （1）建立集成AEB与主动预紧式安全带装置的驾驶员侧乘员约束系统100%正面碰撞仿真模型，并通过试验验证仿真模型的有效性。 （2）基于无AEB作用、仅有AEB作用和AEB与主动预紧式安全带共同作用三种工况，对比三种不同百分位假人碰撞损伤结果，分析AEB与主动预紧式安全带集成作用下约束系统对乘员的保护效果。 （3）以50百分位男性假人为研究对象，基于试验设计样本点数据，建立一种满足所有损伤响应精度要求的组合近似模型，采用交叉验证方法计算各单一近似模型权重分配系数，然后使用NSGA-Ⅱ算法对乘员约束系统参数进行确定性优化。 （4）为进一步提高乘员约束系统关键参数最优解的可靠性，采用Chebyshev区间方法对乘员约束系统关键参数进行可靠性优化，并与初始设计及确定性优化结果对比。 研究结果表明：在碰撞初始速度相同的情况下，AEB作用导致的乘员身体离位会增加乘员碰撞损伤风险，尤其胸部损伤风险增大，而在主动预紧式安全带的配合作用下能够改善乘员离位情况，并且对于女性乘员的身体离位情况改善效果最为明显。针对具有50百分位假人的主被动集成乘员约束系统关键参数进行匹配优化，确定性优化结果显示，假人头部、颈部和胸部损伤都有明显下降；可靠性优化结果显示，假人头部损伤指数HIC36和胸部压缩量Ccomp分别降低33.3%和10.0%，同时各约束的可靠性均超过95%。可见，基于Chebyshev区间方法的可靠性优化在提升了乘员约束系统的保护性能同时保证了优化结果的可靠性。 |
| 作者： | 张宇 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 谷先广;吕晓江 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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