论文部分内容阅读
随着汽车安全性要求的日益提高,以及主被动安全技术的不断发展,产生了“预碰撞安全系统”(Pre-crash safety technology)的概念,自动紧急制动系统(Autonomous Emergency Braking System,AEB)和可逆预紧安全带装置(Reversible Pretension Seatbelt)被认为是预碰撞安全系统的两项重要内容。虽然AEB可以避免碰撞或者降低碰撞强度,但同时也会导致乘员身体前倾离位,碰撞一旦发生,这种离位降低了约束系统的保护效能,可能会增加乘员损伤风险,尤其是当乘员的初始坐姿便处于离位状态。而可逆预紧安全带装置能在碰撞前提供一个反方向的力约束住乘员,两者结合能为乘员提供更加有效的保护。但是目前国内对于应用AEB和可逆预紧安全带装置对不同坐姿乘员保护效果的研究还比较少,尤其是在AEB的作用下,可逆预紧安全带装置与爆炸预紧装置以及安全气囊的参数匹配研究更是十分缺乏。基于此,本文利用仿真的方法研究了在AEB和可逆预紧联合作用下对正常和离位坐姿乘员的保护效果,以及约束系统的参数匹配优化。本文的主要工作和研究内容如下:1、建立增加了AEB和可逆预紧安全带装置的驾驶员侧乘员约束系统正面碰撞仿真模型,并应用主动人体模型。在正常坐姿的基础上,另外建立直立OOP01,前移直立OOP02,左倾OOP03,右倾OOP04四种离位乘员约束系统仿真模型。2、以五种坐姿乘员为研究对象,分别对比无AEB无可逆预紧,有AEB无可逆预紧,以及有AEB有可逆预紧三种情况下乘员的位移和损伤,探究在AEB和可逆预紧安全带装置联合作用下对不同坐姿乘员的保护效果。3、以正常坐姿乘员为研究对象,将试验设计,Kriging代理模型以及第二代多目标遗传算法相结合,进行约束系统多目标优化,并利用加权损伤指标WIC选择最优匹配方案。最后,将碰撞强度增大到64km/h,验证最优解的鲁棒性。4、通过五种坐姿下的Pareto最优解集,得到不同坐姿乘员约束系统参数匹配的最优构型并分析其特征,并对不同坐姿约束系统最优构型下乘员损伤情况进行分析。论文研究表明:在只有AEB的作用下,碰撞发生后会增加乘员的离位,当初始坐姿为离位状态时更加严重,导致局部损伤增加,尤其是胸部损伤。在AEB和可逆预紧的联合作用下,各种坐姿下由AEB导致的离位得到改善,对于前移直立坐姿OOP02和左倾坐姿OOP03还能起到纠正初始离位的作用,各部位损伤指标和损伤风险也明显降低,初始离位越严重的,损伤风险降低越明显。对正常及离位坐姿的乘员约束系统进行多目标优化后,离位程度越严重,优化效果越明显。IP到OOP04坐姿WIC的降幅依次为6.73%、10.59%、21.58%、10.70%、20.33%。本文得到的可逆预紧参数、爆炸预紧参数以及安全气囊参数在不同初始坐姿下的最优匹配,为安全带可逆预紧技术应用以及自适应乘员约束系统的设计开发提供指导。