特定体征乘员有限元模型开发及其在碰撞安全设计中的应用
发布时间：2021-02-14 01:12
随着汽车产业的高速发展,道路交通事故已经成为了人类伤亡最重要的原因之一。大量事故统计数据已经表明,相比于正常体型的中年男性乘员,老龄和肥胖乘员在车辆碰撞事故中往往有更高的损伤风险。随着人口老龄化和肥胖率的增加,这类弱势人群在交通事故中的死伤人数会进一步增加。目前许多先进的安全技术不断地应用于车辆乘员约束系统,旨在提高乘员的碰撞安全性,但是这类约束系统大多是针对正常体型的中年男性乘员开发的,无法对多样化人体体型特征的乘员提供有效地保护。目前国内外也十分缺乏人体损伤评价工具来研究老龄和肥胖乘员的碰撞损伤。基于以上问题,本文主要针对特定体型人体有限元模型开发以及在碰撞安全中的应用展开研究。通过研究径向基插值函数和标志点选择方法,提出一种面向特定体型特征人体有限元建模的高效网格变形技术。以正常体型老年女性人体有限元模型CHARM-70F为基准模型,利用高效的网格变形技术快速得到不同肥胖特征的老年女性人体有限元模型,并结合尸体试验数据对不同肥胖特征的老年女性人体有限元模型进行验证。建立不同肥胖特征的老年女性人体正面碰撞仿真模型,对比分析不同体型特征乘员碰撞损伤,探讨肥胖对老年女性乘员碰撞损伤的影...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 老龄和肥胖对乘员碰撞损伤的影响
1.2.1 老龄女性乘员碰撞损伤研究现状
1.2.2 肥胖乘员碰撞损伤研究现状
1.3 特定体征人体模型开发研究现状
1.3.1 人体有限元模型开发研究现状
1.3.2 网格变形技术研究现状
1.4 特定体征乘员约束系统开发研究现状
1.5 本文主要研究内容
2 高效网格变形技术的开发
2.1 引言
2.2 基于径向基函数的网格变形方法
2.3 基于峰值误差的标志点选择方法
2.4 人体头部网格变形案例分析
2.4.1 不同径向基核函数的对比分析
2.4.2 不同标志点选择方法的对比分析
2.5 本章小结
3 特定体征人体有限元模型的建立及验证
3.1 引言
3.2 基准老龄女性人体有限元模型的开发
3.3 特定体型特征人体有限元模型的建立
3.3.1 目标人体体型特征参数的获取
3.3.2 人体外表面几何模型的生成
3.3.3 人体肋骨几何模型的生成
3.3.4 不同肥胖特征老年女性人体有限元模型的建立
3.4 特定体型特征人体有限元模型的验证
3.4.1 人体胸部冲击试验仿真验证
3.4.2 人体腹部冲击试验仿真验证
3.4.3 人体肩部横向冲击试验仿真验证
3.4.4 人体盆骨横向冲击试验仿真验证
3.5 本章小结
4 特定体征乘员碰撞损伤研究
4.1 引言
4.2 汽车前排约束系统有限元模型的建立与验证
4.2.1 前排约束系统有限元模型的建立
4.2.2 前排约束系统有限元模型的验证
4.3 不同肥胖特征人体正面碰撞模型的建立及仿真
4.4 不同肥胖特征人体碰撞损伤风险分析
4.4.1 人体头部损伤分析
4.4.2 人体颈部损伤分析
4.4.3 人体胸部损伤分析
4.4.4 人体下肢损伤分析
4.4.5 人体综合损伤风险分析
4.5 本章小结
5 特定体征乘员约束系统优化设计
5.1 引言
5.2 设计变量的选取及相关性分析
5.2.1 偏瘦体型人体的相关性分析
5.2.2 微胖体型人体的相关性分析
5.2.3 肥胖体型人体的相关性分析
5.3 不同肥胖特征乘员约束系统优化设计
5.3.1 近似模型的建立
5.3.2 优化流程的建立
5.3.3 优化结果分析
5.3.4 优化结果的仿真验证
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 研究展望
参考文献
附录
A.作者在攻读学位期间发表的论文目录
B.作者在攻读学位期间参加的科研项目
C.学位论文数据集
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于不同身材乘员保护的约束系统优化研究[J]. 李莉,段大伟,刘孙炼,肖龙,刘优宝. 汽车工程. 2016(11)
[2]一种基于径向基函数和峰值选择法的高效网格变形技术[J]. 魏其,李春娜,谷良贤,龚春林. 航空学报. 2016(07)
[3]乘员约束系统参数优化及稳健性分析[J]. 张学荣,苏清祖. 汽车工程. 2010(12)
[4]基于遗传算法和可靠性分析的乘员约束系统优化[J]. 高晖,李光耀,李铁柱. 汽车工程. 2008(12)
[5]Kriging模型与优化算法在汽车乘员约束系统仿真优化中的应用研究[J]. 张维刚,刘晖. 湖南大学学报(自然科学版). 2008(06)
[6]正面碰撞不同身材乘员保护约束系统的设计[J]. 张学荣,刘学军,苏清祖. 汽车工程. 2007(08)
[7]模拟人的试验装置——假人[J]. 王瑄,王春雨. 世界汽车. 1995(01)
本文编号：3032876
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 老龄和肥胖对乘员碰撞损伤的影响
1.2.1 老龄女性乘员碰撞损伤研究现状
1.2.2 肥胖乘员碰撞损伤研究现状
1.3 特定体征人体模型开发研究现状
1.3.1 人体有限元模型开发研究现状
1.3.2 网格变形技术研究现状
1.4 特定体征乘员约束系统开发研究现状
1.5 本文主要研究内容
2 高效网格变形技术的开发
2.1 引言
2.2 基于径向基函数的网格变形方法
2.3 基于峰值误差的标志点选择方法
2.4 人体头部网格变形案例分析
2.4.1 不同径向基核函数的对比分析
2.4.2 不同标志点选择方法的对比分析
2.5 本章小结
3 特定体征人体有限元模型的建立及验证
3.1 引言
3.2 基准老龄女性人体有限元模型的开发
3.3 特定体型特征人体有限元模型的建立
3.3.1 目标人体体型特征参数的获取
3.3.2 人体外表面几何模型的生成
3.3.3 人体肋骨几何模型的生成
3.3.4 不同肥胖特征老年女性人体有限元模型的建立
3.4 特定体型特征人体有限元模型的验证
3.4.1 人体胸部冲击试验仿真验证
3.4.2 人体腹部冲击试验仿真验证
3.4.3 人体肩部横向冲击试验仿真验证
3.4.4 人体盆骨横向冲击试验仿真验证
3.5 本章小结
4 特定体征乘员碰撞损伤研究
4.1 引言
4.2 汽车前排约束系统有限元模型的建立与验证
4.2.1 前排约束系统有限元模型的建立
4.2.2 前排约束系统有限元模型的验证
4.3 不同肥胖特征人体正面碰撞模型的建立及仿真
4.4 不同肥胖特征人体碰撞损伤风险分析
4.4.1 人体头部损伤分析
4.4.2 人体颈部损伤分析
4.4.3 人体胸部损伤分析
4.4.4 人体下肢损伤分析
4.4.5 人体综合损伤风险分析
4.5 本章小结
5 特定体征乘员约束系统优化设计
5.1 引言
5.2 设计变量的选取及相关性分析
5.2.1 偏瘦体型人体的相关性分析
5.2.2 微胖体型人体的相关性分析
5.2.3 肥胖体型人体的相关性分析
5.3 不同肥胖特征乘员约束系统优化设计
5.3.1 近似模型的建立
5.3.2 优化流程的建立
5.3.3 优化结果分析
5.3.4 优化结果的仿真验证
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 研究展望
参考文献
附录
A.作者在攻读学位期间发表的论文目录
B.作者在攻读学位期间参加的科研项目
C.学位论文数据集
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于不同身材乘员保护的约束系统优化研究[J]. 李莉,段大伟,刘孙炼,肖龙,刘优宝. 汽车工程. 2016(11)
[2]一种基于径向基函数和峰值选择法的高效网格变形技术[J]. 魏其,李春娜,谷良贤,龚春林. 航空学报. 2016(07)
[3]乘员约束系统参数优化及稳健性分析[J]. 张学荣,苏清祖. 汽车工程. 2010(12)
[4]基于遗传算法和可靠性分析的乘员约束系统优化[J]. 高晖,李光耀,李铁柱. 汽车工程. 2008(12)
[5]Kriging模型与优化算法在汽车乘员约束系统仿真优化中的应用研究[J]. 张维刚,刘晖. 湖南大学学报(自然科学版). 2008(06)
[6]正面碰撞不同身材乘员保护约束系统的设计[J]. 张学荣,刘学军,苏清祖. 汽车工程. 2007(08)
[7]模拟人的试验装置——假人[J]. 王瑄,王春雨. 世界汽车. 1995(01)
本文编号：3032876
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3032876.html
