基于E-NCAP的6岁儿童乘员损伤防护研究

发布时间：2017-08-31 10:46

  本文关键词：基于E-NCAP的6岁儿童乘员损伤防护研究

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【摘要】：道路交通事故是造成儿童伤亡的重要原因之一,在我国儿童乘车安全问题尤为突出。目前儿童损伤研究所采用的设置主要都是基于ECE R44、FMVSS 213以及先前版本的E-NCAP法规,2016版E-NCAP更新了儿童乘员保护方面的法规,主要是采用Q6和Q10儿童假人代替以往的Q3和Q1.5岁儿童假人来对车辆安全性进行评价,然而,我国对这方面的研究还比较缺乏。为弥补国内对于此方面研究的不足,本文根据已开发车型的碰撞加速度曲线,建立后排儿童乘员碰撞仿真模型,并通过台车碰撞试验数据进行验证,利用MADYMO对6岁儿童假人损伤机理进行研究并使用MODE FRONTIER完成约束系统参数优化。本论文的主要工作和研究内容如下:1.完成后排儿童乘员台车碰撞实验,建立后排儿童乘员碰撞仿真模型,并完成后排儿童乘员碰撞仿真模型与台车碰撞试验的对标,以验证仿真模型的有效性。2.以Q系列6岁儿童假人为评价对象,利用MADYMO建立的正面碰撞后排儿童乘员损伤分析模型,通过灵敏度分析得出对后排儿童乘员的头部、颈部、胸部影响较大的儿童乘坐环境参数。3.提取出对儿童乘员损伤影响较大的后排环境参数,针对E-NCAP儿童乘员保护动态试验规定的两种工况,应用MODE FRONTIER调用MADYMO软件对后排儿童假人约束系统参数进行优化。论文研究表明:适当减小安全带限力值能有效减少正面偏置碰撞中儿童乘员各部位的损伤,但在侧面碰撞中影响不明显;通过灵敏度分析,得到在正面偏置碰撞中影响显著的因素为增高坐垫与假人的摩擦因数、安全带限力值,并通过优化设计可以发现当其分别为0.3、2000N时,偏置碰撞中儿童头部3ms合成加速度、颈部力以及胸部3ms加速度下降幅度分别为9%、40%、3.9%,E-NCAP得分增加了9%;此外,通过灵敏度分析得到侧面碰撞中影响显著的因素为增高坐垫的侧翼刚度、后排座椅坐垫刚度、增高坐垫与假人的摩擦因数,当其分别为初始设置刚度的0.8、0.7以及摩擦因数为0.3时达到最优,此时,侧面碰撞中儿童头部3ms加速度、颈部力下降幅度分别为15.7%、13.9%;E-NCAP得分增加了67.8%。
【关键词】：儿童乘员 E-NCAP 遗传算法 参数优化
【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10-17
• 1.1 本课题的研究背景和意义10-11
• 1.2 NCAP发展概况11-13
• 1.2.1 正面 40%可变性壁障偏置碰撞试验12
• 1.2.2 侧面移动障碍壁碰撞试验12-13
• 1.3 国内外儿童乘员约束系统研究现状13-14
• 1.3.1 国外研究现状13-14
• 1.3.2 国内研究现状14
• 1.4 儿童乘员保护的研究方法14-16
• 1.4.1 交通事故统计分析14-15
• 1.4.2 试验研究15
• 1.4.3 计算机仿真15-16
• 1.5 本文主要研究内容16-17
• 第2章 后排儿童乘员约束系统台车实验17-26
• 2.1 台车有限元模型的建立17-19
• 2.2 吸能结构试验验证19-21
• 2.3 后排儿童乘员约束系统台车实验21-25
• 2.3.1 台车试验系统简介21-23
• 2.3.2 台车试验23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 后排儿童乘员仿真模型建立与验证26-35
• 3.1 汽车碰撞仿真分析方法26-27
• 3.1.1 多刚体仿真分析方法26-27
• 3.1.2 有限元仿真分析方法27
• 3.2 后排儿童乘员约束系统的建立27-31
• 3.2.1 前后排座椅建模28-29
• 3.2.2 安全带模型建模29-30
• 3.2.3 增高坐垫模型建模30-31
• 3.2.4 乘员模型的定位31
• 3.3 后排儿童乘员约束系统的验证31-34
• 3.3.1 儿童乘员约束系统仿真模型的验证32-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第4章 基于E-NCAP的动态试验仿真分析35-42
• 4.1 E-NCAP法规简介及发展35-37
• 4.1.1 2016版E-NCAP法规简介35
• 4.1.2 近几年E-NCAP的发展35-36
• 4.1.3 E-NCAP儿童保护评分细则36-37
• 4.2 正面 40%偏置碰撞仿真分析37-39
• 4.3 侧面碰撞仿真分析39-41
• 4.4 本章小结41-42
• 第5章 儿童乘员约束系统参数优化42-51
• 5.1 后排约束系统灵敏度分析42-44
• 5.1.1 正面偏置碰撞的参数灵敏度分析42-43
• 5.1.2 侧面碰撞的参数灵敏度分析43-44
• 5.2 试验设计方法44-45
• 5.2.1 正交试验设计44
• 5.2.2 全因子试验法44-45
• 5.2.3 中心复合法45
• 5.2.4 拉丁方试验设计45
• 5.3 儿童乘员约束系统参数优化45-49
• 5.3.1 优化参数的选取45-46
• 5.3.2 优化目标的选取46
• 5.3.3 响应面的构建46
• 5.3.4 基于遗传算法的参数优化46-47
• 5.3.5 优化前后假人损伤对比47-49
• 5.4 优化后儿童假人的得分49-50
• 5.5 本章小结50-51
• 总结与展望51-53
• 参考文献53-56
• 附录 攻读学位期间所发表的学术论文目录56-57
• 致谢57

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本文编号：765160