本文關(guān)鍵詞：汽車高速行駛時的乘員碰撞安全性預(yù)測與穩(wěn)健性研究

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【摘要】：實際道路交通中的駕乘人員具有不同的身材和體型,現(xiàn)有的針對特定碰撞強度、特定乘坐位置下的標(biāo)準(zhǔn)身材假人所設(shè)計的乘員約束系統(tǒng)已無法滿足多種碰撞工況下不同身材乘員的駕乘安全性需要。不僅如此,當(dāng)車輛在高速行駛狀態(tài)下發(fā)生碰撞事故,現(xiàn)有的乘員約束系統(tǒng)能否提供同等效果的安全防護(hù),還有待商榷。另一方面,普通安全氣囊造成離位乘員以及兒童乘員的傷害事故也時有發(fā)生,普通乘員約束系統(tǒng)在面對復(fù)雜多變的實際碰撞事故時已呈現(xiàn)明顯的局限性。此外,由于乘員約束系統(tǒng)的高度非線性以及工程實際中設(shè)計變量與邊界條件的波動,確定性優(yōu)化設(shè)計結(jié)果往往超出約束邊界而失效,因此,開展針對高速碰撞中汽車乘員約束系統(tǒng)的穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計很有必要�；谝陨显�,本文以不同身材駕乘人員為研究對象,開展針對乘員高速碰撞損傷預(yù)測與乘員約束系統(tǒng)穩(wěn)健性優(yōu)化的研究工作。本文的主要工作包括以下幾個方面:(1)應(yīng)用MADYMO軟件分別建立包含三種身材假人的駕駛員側(cè)正面碰撞乘員約束系統(tǒng)仿真模型,并以包含第50百分位男性假人的仿真模型為例進(jìn)行了有效性驗證。(2)利用仿真模擬結(jié)果構(gòu)建代理模型,在傳統(tǒng)靜態(tài)代理模型的基礎(chǔ)上,通過總結(jié)前人研究成果,提出基于核心采樣空間的動態(tài)代理模型技術(shù),并結(jié)合多目標(biāo)遺傳優(yōu)化算法,將其用于分析不同身材乘員高速碰撞中的損傷響應(yīng),預(yù)測乘員的安全駕駛工況,進(jìn)而提出概念性預(yù)防策略。(3)將試驗設(shè)計、代理模型技術(shù)以及穩(wěn)健性設(shè)計優(yōu)化方法進(jìn)行有效融合,在確定性優(yōu)化的基礎(chǔ)上開展針對乘員約束系統(tǒng)配置參數(shù)的可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計,以提升乘員約束系統(tǒng)防護(hù)性能的穩(wěn)健性。研究表明,在現(xiàn)有乘員約束系統(tǒng)的保護(hù)下,駕乘人員在高速碰撞中的損傷情況與其身材、坐姿等特異性有著密切聯(lián)系;基于核心采樣空間的動態(tài)代理模型技術(shù)在優(yōu)化解附近具有較高的擬合精度;相比于確定性優(yōu)化,穩(wěn)健性優(yōu)化所得乘員損傷值雖有所增加,但系統(tǒng)穩(wěn)健性更佳,具有較高的工程應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：高速碰撞 損傷預(yù)測 乘員約束系統(tǒng) 代理模型 穩(wěn)健性設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U467.14
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 汽車高速正面碰撞乘員安全性研究的背景和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 乘員損傷評價與碰撞技術(shù)法規(guī)14-17
• 1.3.1 乘員損傷評價準(zhǔn)則14-16
• 1.3.2 碰撞安全技術(shù)法規(guī)16-17
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容和方法17-19
• 第2章 汽車碰撞安全性仿真分析與代理模型技術(shù)19-30
• 2.1 汽車碰撞安全性仿真分析19-21
• 2.2 代理模型技術(shù)的理論基礎(chǔ)21-26
• 2.2.1 試驗設(shè)計方法21-23
• 2.2.2 代理模型技術(shù)23-26
• 2.2.3 優(yōu)化算法26
• 2.3 動態(tài)代理模型技術(shù)26-29
• 2.3.1 動態(tài)代理模型概述26-27
• 2.3.2 動態(tài)代理模型優(yōu)化策略27-29
• 2.3.3 精度驗證與優(yōu)化收斂29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 正面碰撞乘員約束系統(tǒng)仿真模型建立與驗證30-41
• 3.1 引言30
• 3.2 乘員約束系統(tǒng)仿真模型的建立30-37
• 3.2.1 乘員艙模型的建立31-32
• 3.2.2 假人模型的定位32-34
• 3.2.3 安全帶模型的建立34-35
• 3.2.4 安全氣囊模型的建立35-36
• 3.2.5 模型輸入與輸出36-37
• 3.3 模型的驗證37-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第4章 正面高速碰撞中乘員損傷預(yù)測與預(yù)防研究41-55
• 4.1 概述41
• 4.2 乘員損傷預(yù)測模型的構(gòu)建41-51
• 4.2.1 初始設(shè)計空間的選取與定義41-44
• 4.2.2 靜態(tài)代理模型的構(gòu)建與選擇44-47
• 4.2.3 基于動態(tài)代理模型的優(yōu)化求解47-49
• 4.2.4 安全駕駛參數(shù)空間搜索49-51
• 4.3 乘員損傷分析與預(yù)防策略制定51-54
• 4.3.1 不同身材乘員損傷特異性分析51-52
• 4.3.2 乘員損傷預(yù)防策略制定52-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第5章 乘員約束系統(tǒng)碰撞安全性穩(wěn)健設(shè)計與優(yōu)化55-64
• 5.1 穩(wěn)健性設(shè)計理論概述56-57
• 5.2 乘員約束系統(tǒng)穩(wěn)健性設(shè)計參數(shù)選擇57
• 5.3 代理模型的構(gòu)建與驗證57-60
• 5.4 乘員約束系統(tǒng)可靠性設(shè)計60-62
• 5.5 乘員約束系統(tǒng) 6σ 穩(wěn)健性設(shè)計優(yōu)化62
• 5.6 穩(wěn)健優(yōu)化結(jié)果分析62-63
• 5.7 本章小結(jié)63-64
• 總結(jié)與展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 致謝70-71
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄71

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