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针对侧碰远端乘员的约束系统CAE分析与优化
| 论文题名： | 针对侧碰远端乘员的约束系统CAE分析与优化 |
| 关键词： | 汽车约束系统;参数优化;侧面碰撞;远端乘员;运动响应 |
| 摘要： | 侧面碰撞可根据乘员相对撞击侧的位置分为近端（near side）和远端（far side）侧面碰撞。以往的研究和汽车设计主要针对侧面碰撞中的近端乘员，国内学者对远端侧面碰撞的关注较少，面向远端乘员防护的安全措施也十分有限。2020 年，E-NCAP开始把远端乘员保护规程纳入汽车安全评价标准中，而 C-NCAP预计在 2025年将远端侧面碰撞试验作为评价工况之一，这对车辆的远端乘员防护性能提出了更高的要求。 本文针对远端乘员开展约束系统分析与参数优化。首先，建立某SUV侧面碰撞工况的远端乘员约束系统有限元模型，并分析远端乘员的运动响应和损伤情况。其次，完成某基础气囊的建模与对标，并将其集成到远端乘员约束系统模型中，评价基础气囊对远端乘员的防护效果。然后，基于基础气囊分析提出远端气囊的袋型改进策略并对比袋型改进前后的乘员运动响应和损伤情况，验证改进效果。最后，基于袋型改进后的约束系统模型并以头部侧向偏移量峰值为优化目标，结合Kriging代理模型与 NSGA-Ⅱ遗传算法，开展远端乘员约束系统的优化设计，确定最优方案并分析优化效果。 本文的研究结果表明：在远端侧面碰撞中，乘员各部位伤害曲线峰值出现的时间先后总体呈由骨盆到胸腹部再到头颈部的顺序，且头部侧向偏移量峰值是需要关注的重点。通过对比配置基础气囊、新型远端气囊和改进后远端气囊发现：基础气囊仅对乘员胸腹部提供支撑，能在一定程度上抑制躯干侧倾趋势，使得假人头部侧向偏移量峰值有所降低，头部偏移等级由橙色区域提高到黄色区域；新型远端气囊可同时保护到乘员的躯干和头部，进一步降低头部侧向偏移量峰值，但对头颈部提供的支撑作用有限；而改进后的新型远端气囊则在有效支撑头颈部的同时，还可略微降低头部侧向偏移量峰值。最终的参数优化结果显示：减小排气孔直径、提前气囊点爆时刻以及增大发生器质量流率等举措可增强约束系统对远端乘员的防护性能。参数优化后，在远端乘员伤害值变化可接受的范围内，头部侧向偏移量峰值从优化前的547.74mm降至420.73mm，降幅为22.11%，偏移等级由黄色区域提高到绿色区域，优化效果显著。 |
| 作者： | 谭鹏 |
| 专业： | 工程(车辆工程) |
| 导师： | 蒋成约;徐海澜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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