基于低速碰撞和行人保護的汽車保險杠性能優(yōu)化研究.pdf

1、根據(jù)交通數(shù)據(jù)顯示，行人是交通事故中的主要受害者，為此各國相繼頒布了行人保護條例以提高汽車的行人保護功能。當行人與車輛發(fā)生碰撞時，行人腿部是主要的受傷部位，而且由于保險杠是最先與行人腿部接觸的部件，因此減小保險杠系統(tǒng)的整體剛度有利于減小行人腿部的損傷。然而保險杠系統(tǒng)在低速碰撞中還需發(fā)揮關(guān)鍵作用，以保護散熱器等車內(nèi)部件和車內(nèi)乘員，因此保險杠系統(tǒng)整體剛度的減小不利于保險杠系統(tǒng)的低速耐撞性。為此，本文針對保險杠系統(tǒng)的低速耐撞性和行人腿部保護功能

2、對保險杠的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。
　　本文首先對各國的行人保護條例和低速碰撞評價體系做了深入的了解，其中關(guān)于行人保護遵循歐洲新車評價程序EuroNCAP，汽車低速碰撞參考歐洲法規(guī)ECER42低速碰撞評價體系。其次分別建立了汽車低速碰撞和汽車行人腿部保護的有限元模型進行仿真計算，其中低速碰撞的輸出響應(yīng)為保險杠橫梁的侵入位移，行人腿部保護的輸出響應(yīng)為脛骨加速度、膝關(guān)節(jié)彎曲角度和膝關(guān)節(jié)剪切位移，評價本文所用的這款車型是否滿足EuroNCAP

3、和ECE R42。由于有限元分析存在誤差，考慮10％的安全裕度后，行人的脛骨加速度超出考慮安全裕度后的Euro NCAP的目標值。因此本文以上橫梁厚度、蒙皮厚度和吸能泡沫密度為設(shè)計變量，以脛骨加速度為優(yōu)化目標，膝關(guān)節(jié)彎曲角度、膝關(guān)節(jié)剪切位移和保險杠橫梁的侵入位移為約束響應(yīng)，采用試驗設(shè)計技術(shù)、近似建模技術(shù)和多島遺傳算法MIGA對保險杠結(jié)構(gòu)進行確定性優(yōu)化，在考慮設(shè)計變量的不確定性的基礎(chǔ)上，采用基于蒙特卡洛模擬技術(shù)的6σ質(zhì)量設(shè)計，對保險杠結(jié)構(gòu)