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汽车侧碰乘员约束系统建模和性能优化分析
| 论文题名： | 汽车侧碰乘员约束系统建模和性能优化分析 |
| 关键词： | 汽车工程;侧面碰撞乘员约束系统;建模方法;性能优化 |
| 摘要： | 汽车交通事故已成为危害人类生命安全的一个重大潜在因素,汽车安全问题引起了人们的高度重视。欧、美和日本等汽车工业发达国家在汽车被动安全领域已经取得显著成效,基本实现了“车毁人不亡”或“车伤人不伤”,有效地保护了人们的生命和财产安全。目前,我国的汽车行业正处于迅速发展时期,虽然取得了一定成绩,但与发达国家相比尚还存在明显差距。 在我国,因城市道路交通路口以平面交叉形式为主,侧面碰撞事故发生概率最高,由于汽车侧面结构强度薄弱且空间狭小,侧面碰撞对乘员造成的伤害往往较为严重。针对目前汽车被动安全的发展现状,文章总结了对汽车侧面碰撞研究的意义,侧面碰撞国内外研究内容、方法和最新动态;研究和分析了侧面碰撞过程中的乘员损伤机理以及乘员损伤评价指标;对比分析欧洲和美国侧面碰撞技术法规的异同,介绍了我国侧面碰撞技术法规的试验形式与方法。 本文针对某款国产轿车,利用HYPERWORKS建立了整车侧面碰撞有限元模型,结合有限元分析软件LS-DYNA,根据C-NCAP要求进行了侧面碰撞仿真计算,而后使用动力学仿真软件MADYMO建立侧面碰撞乘员约束系统子模型。所有仿真模型均通过实车碰撞结果曲线验证其有效性,在此基础上进行乘员约束系统的性能优化分析,旨在降低乘员伤害。首先,文中在对接触建模方法与理论进行深入分析的基础上,使用PSM方法建立了侧面碰撞乘员约束系统空间模型;根据要求调入ES-2型侧碰假人进行计算,输出假人各部位伤害值,并对内饰刚度进行正交优化;其次,详细研究和分析侧气囊建模理论与方法,建立了精确的侧气囊模型,并集成到约束系统空间模型,结合均匀试验设计方法建立了侧面碰撞乘员约束系统的神经网络模型,使用遗传算法进行优化,并对优化结果的可靠性进行了评估,最终得到一个满意的改进方案;最后,为提高分析效率,建立侧碰乘员约束系统的多体模型用以研究双级发生器气囊系统对不同身材乘员的保护效果,通过对仿真结果的对比和分析,获得了双级发生器性能参数与乘员伤害之间的关系。 以上防护措施的研究结果表明:优化内饰刚度主要用以改善乘员的骨盆和腹部伤害,而很难降低胸部肋骨偏移量;侧气囊是侧面碰撞的主要防护措施,通过合理匹配,可以使乘员加权伤害WIC进一步降低20％左右,乘员各部位伤害均有显著改善;在侧面碰撞强度不变的情况下,双级发生器气囊系统对乘员的保护效果并不理想。 |
| 作者： | 吕志刚 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 吴伟蔚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海工程技术大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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