正面碰撞后排女性乘员约束系统匹配研究

发布时间：2017-07-28 14:37

  本文关键词：正面碰撞后排女性乘员约束系统匹配研究

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【摘要】：近20年的交通事故统计显示,整体上女性乘员的交通事故死亡风险增量降低了,相对男性而言其死亡情况有了比较明显的改善,但是在相同的物理冲击下,女性乘员的死亡风险仍然比同龄的男性高。随着研究领域对人体耐受限度和生物损伤力学认识的深入,近些年的研究则越来越考虑女性乘员的乘车安全保护,而且在安全配置的设计上也更多地考虑女性乘员的保护。但是对于后排女性乘员而言,后排安全带配置的设计并未充分体现对女性乘员保护需求的考虑。然而国内车辆的后排座位拥有较高的使用率,并且根据据国内道路交通事故死亡人数的统计,后排乘员的死亡概率为十分之一左右,这些说明需要对后排乘员的安全问题进行更加深入的研究。本论文基于国内外汽车被动安全研究的现状,着重针对2015版Euro-NCAP的星级评价规则对小身材后排女性乘员伤害进行研究。本论文的主要内容如下:1.介绍了论文研究的背景、现状、意义及发展动态,并对2015版Euro-NCAP规程作了相关叙述。以多体动力学理论知识为基础,使用MADYMO软件建立了包含混III 5百分位假人的正面全宽50km/h碰撞轿车后排乘员约束系统仿真模型,验证了仿真模型有效性。2.本论文利用验证后的模型对乘员约束系统进行参数化研究。选取安全带限力级别、D环摩擦系数、预紧时间、预紧量、坐垫摩擦系数、坐垫刚度、前排座椅靠背角度、前排座椅的前后位置这八个设计参数,应用MODEFRONTIER软件对参数进行了灵敏度分析,确定乘员各部分损伤参数的影响因素。结合分析安全带、座椅和车体结构各个参数对乘员损伤的影响趋势确定乘员约束系统的优化目标。3.根据乘员约束系统参数的灵敏度分析以及各个参数对乘员损伤的影响趋势,确定选取安全带限力级别、预紧时间、坐垫摩擦系数、坐垫刚度为优化设计参数,选用胸部压缩量为优化目标,采用Kriging算法,利用试验数据创建响应面模型,应用遗传算法NSGA-II(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II)在MODEFRONTIER软件进行该模型乘员约束系统参数优化设计,并对代理模型进行误差分析,确定优化匹配结果。论文研究表明,后排乘员约束系统参数优化后,该款车在2015版Euro-NCAP里的星级评分提高了3.73%,提高了约束系统对后排女性乘员的安全保护性能。
【关键词】：轿车 后排乘员 正面碰撞 乘员伤害 MADYMO MODEFRONTIER
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U467.14
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-23
• 1.1 本论文研究背景10-12
• 1.2 后排女性乘员安全性研究意义12-20
• 1.2.1 女性乘员交通事故统计情况12-15
• 1.2.2 后排乘员约束系统研究现状15-20
• 1.3 本论文研究意义和目的20-21
• 1.4 本论文研究的主要内容21-23
• 第2章 乘员伤害评价与相关法规23-36
• 2.1 乘员损伤机理以及准则23-29
• 2.1.1 头部23-24
• 2.1.2 颈部24-25
• 2.1.3 胸部25-26
• 2.1.4 腹部26-27
• 2.1.5 下肢27-29
• 2.2 拟人试验装置29-31
• 2.2.1 拟人试验装置简介29-30
• 2.2.2 前碰撞假人30-31
• 2.3 后排女性乘员损伤防护标准法规31-35
• 2.3.1 C-NCAP法规试验要求和损伤评价31-33
• 2.3.2 J-NCAP法规试验要求和损伤评价33
• 2.3.3 Euro-NCAP法规试验要求和损伤评价33-35
• 2.4 本章小结35-36
• 第3章 后排乘员约束系统模型的建立与验证36-44
• 3.1 乘员约束系统仿真理论36-37
• 3.2 仿真模型的建立37-40
• 3.3 仿真模型的验证40-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第4章 乘员约束系统参数对后排乘员损伤的影响44-64
• 4.1 参数灵敏度分析44-48
• 4.2 后排乘员损伤分析模型48-61
• 4.2.1 后排乘员动态响应分析48-49
• 4.2.2 安全带参数的影响分析49-51
• 4.2.3 座椅参数的影响分析51-57
• 4.2.4 车体结构参数的影响分析57-61
• 4.3 设计参数对乘员运动的影响61-62
• 4.3.1 设计参数对乘员运动的影响61
• 4.3.2 设计参数对乘员损伤的影响61-62
• 4.4 本章小结62-64
• 第5章 乘员约束系统防护性能优化64-71
• 5.1 乘员约束系统参数匹配研究64-70
• 5.1.1 响应面模型的建立及优化64-67
• 5.1.2 后排乘员损伤模型的优化67-70
• 5.2 后排损伤模型优化结果分析70
• 5.3 本章小结70-71
• 总结与展望71-73
• 参考文献73-76
• 附录 攻读学位期间所发表的学术论文目录76-77
• 致谢77

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本文编号：584578