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原文传递儿童约束系统动态性能优化研究

论文题名：	儿童约束系统动态性能优化研究
关键词：	机动车;儿童约束系统;正面碰撞;多刚体动力学;参数设计;汽车安全性
摘要：	计算机技术的发展以及仿真理论的不断成熟，计算机仿真分析方法作为一种汽车安全性分析手段和汽车概念化开发技术实现了融合。2012年，《机动车儿童乘员用约束系统》标准GB27887-2011发布并实施，意味着国内儿童乘员的安全性问题受到越来越多的重视。在这样的背景下，开展关于儿童约束系统的设计和优化的研究是十分必要的。　　本文采用CAE虚拟仿真分析与试验相结合的方法，对带底座式婴儿提篮儿童约束系统动态性能参数进行优化分析。主要研究内容和创新点如下: 　　在深入研究美国儿童约束系统法规FMVSS213的基础上，针对儿童安全座椅的两种工作模式，基于多刚体与有限元耦合理论，在多刚体动力学软件MADYMO中建立符合美国FMVSS213法规动态实验要求的全新正面碰撞儿童约束系统仿真模型。　　在儿童约束系统仿真模型的实验验证方面，对比仿真模型结果与实验结果的动力学响应和运动学响应，验证仿真结果与实验结果的一致性，并且分析了仿真与实验结果之间误差产生的原因。　　为了预测该儿童约束系统在正面碰撞过程中结构强度性能，对验证后模型其主要工作部件进行碰撞变形过程中的von Mises应力的分析，根据分析所得应力云图对其结构提出相应的修改意见。　　在确保结构强度满足相关工程要求的前提下，探究了儿童约束系统动态性能参数对儿童假人伤害响应值的影响，并且对优化参数和优化区间进行了筛选;之后对实验验证后的儿童约束系统多刚体模型，进行DOE参数优化，将得到的最优参数代入有限元儿童约束系统模型中进行验证。验证结果表明:头部质心加速度下降了7.99％，头部伤害准则HIC下降幅度高达20.09％，胸部合成加速度同样也降低了11.36％。说明该优化过程合理，优化结果显著。　　本文将计算机仿真技术与汽车被动安全技术相结合，建立儿童乘员约束系统的有限元模型和多刚体模型，对其进行动态性能参数的优化设计。仿真结果表明，该优化方法在减小儿童乘员损伤方面有着积极的效果。对改进儿童座椅的设计参数和性能具有一定的参考价值，对儿童乘员乘车安全保护研究具有借鉴意义。
作者：	王翔
专业：	车辆工程
导师：	刘军
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文