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不同人体正碰响应分析及基于中国人体的约束系统优化
| 论文题名： | 不同人体正碰响应分析及基于中国人体的约束系统优化 |
| 关键词： | 碰撞仿真模型;乘员约束系统;参数优化;汽车安全性 |
| 摘要： | HybridⅢ假人模型是汽车碰撞试验和汽车安全设计中使用最广泛的假人模型。HybridⅢ假人模型是基于美国人体数据建立的,而中国人体型明显小于美国人,因此,依据HybridⅢ50百分位假人所设计的汽车是否能够很好的保护中国人体也就成了一大疑问。基于此,本文研究了不同体型人体正面碰撞响应差异,以及适应于中国人体的乘员损伤防护策略。 本文使用多刚体运动学软件MADYMO建立了7个正面碰撞仿真模型。这些模型的乘员约束系统和人体坐姿均相同,区别在于人体模型体型依次增大。人体模型包括:HybridⅢ50百分位假人、HybridⅢ95百分位假人、4个志愿者人体模型以及中国50百分位人体模型。通过分析不同体型人体正面碰撞响应差异得出结论:现有的约束系统不利于保护小个子乘员。在一定范围内,体型越小,损伤风险越大;现有的约束系统对HybridⅢ50百分位的乘员保护效果较好,而对其它体型乘员保护效果较差。 为了研究适应于中国人体的乘员损伤防护策略,本文基于中国50百分位人体模型对乘员约束系统进行了优化设计。首先通过正交试验设计和极差分析筛选了约束系统对WIC影响显著的参数,然后结合响应表面代理模型方法和序列二次规划优化方法,求出了约束系统参数最优解。优化结果表明相对于50百分位美国人体保护的最佳约束系统,适应于中国50百分位人体保护的最佳约束系统具有如下特征:更小的安全带刚度,更早的气囊起爆时间,更大的排气孔尺寸,更小的充气质量流速。 本文还通过低速台车碰撞实验研究了中国50百分位人体和HybridⅢ50百分位假人的碰撞响应差异,发现中国50百分位人体头部和颈部的损伤风险大于HybridⅢ50百分位假人。 |
| 作者： | 朱宁宇 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 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： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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