面向行人綜合保護(hù)的轎車安全性結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、汽車安全已成為現(xiàn)行乘用車設(shè)計(jì)的焦點(diǎn)和最大的賣點(diǎn),伴隨著該種需求的發(fā)展,各國(guó)制定了嚴(yán)格的乘員保護(hù)法規(guī),使得乘用車自身的安全性提升至新的高度。但隨之而來(lái)的是人-車事故中行人的安全性遭遇更大的挑戰(zhàn),為此部分國(guó)家先后出臺(tái)了車輛行人保護(hù)的測(cè)試法規(guī),這使得汽車生產(chǎn)企業(yè)在完成車型的平臺(tái)化生產(chǎn)作業(yè)以及規(guī)劃國(guó)際化發(fā)展路線時(shí),必須充分考慮車輛的行人保護(hù)功效。本文應(yīng)用某款車型的有限元模型,探求了其針對(duì)行人腿部和頭部綜合保護(hù)的設(shè)計(jì)方案,并運(yùn)用序列二次規(guī)劃法和自

2、適應(yīng)響應(yīng)面法對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了優(yōu)化。
　　按照EEVCWG17法規(guī),在Altair Hypermesh和LS-DYNA耦合的軟件環(huán)境中建立了行人下腿型沖擊器和頭部沖擊器的有限元數(shù)值模型,分析了二者在人-車碰撞中的損傷機(jī)理,確定了行人損傷的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)下腿型沖擊器的靜態(tài)彎曲、靜態(tài)剪切、動(dòng)態(tài)沖擊試驗(yàn)和頭部沖擊器的動(dòng)態(tài)跌落、側(cè)向沖擊試驗(yàn),有效地驗(yàn)證了下腿型沖擊器和頭部沖擊器的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)性能和生物保真性。
　　完成了EEVC法規(guī)中測(cè)

3、試車輛試驗(yàn)區(qū)域的劃分,針對(duì)選定試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行了原車與行人下腿型沖擊器和頭部沖擊器的碰撞試驗(yàn),得到了原車參數(shù)下行人腿部和頭部的傷害值,結(jié)果表明保險(xiǎn)杠總成的緩沖吸能特性與碰撞旋轉(zhuǎn)力矩以及發(fā)動(dòng)機(jī)罩總成的緩沖吸能特性與變形空間大小是決定行人腿部和頭部傷害的關(guān)鍵因素。
　　文中采用薄壁吸能盒結(jié)構(gòu)代替原車的吸能泡沫,并設(shè)計(jì)了副保險(xiǎn)杠支撐結(jié)構(gòu),試驗(yàn)表明,該設(shè)計(jì)使得保險(xiǎn)杠總成在與行人碰撞過(guò)程中的吸能效率大大提高,減小了行人脛骨所受旋轉(zhuǎn)力矩。運(yùn)用正交試

4、驗(yàn)設(shè)計(jì),探討了保險(xiǎn)杠總成關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)行人腿部損傷值的影響。通過(guò)極差分析確定了具有最佳腿部保護(hù)效果的結(jié)構(gòu)參數(shù)。在試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,建立腿部傷害值的近似函數(shù)模型,利用序列二次規(guī)劃法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證,優(yōu)化后的車輛參數(shù)具有很好的腿部保護(hù)效果。
　　基于原車頭部保護(hù)性能的評(píng)價(jià)結(jié)果,設(shè)計(jì)試驗(yàn)確定了有益于行人頭部保護(hù)的發(fā)動(dòng)機(jī)罩總成材料和剛度的匹配方案。在剛度匹配試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,擬合建立人-車碰撞行人頭部HIC值和發(fā)動(dòng)機(jī)罩總質(zhì)量的自適應(yīng)響