正面碰撞中主動式座椅參數(shù)對50th乘員保護(hù)的仿真研究.pdf

1、座椅是乘員約束系統(tǒng)的重要組成部分，對減小碰撞事故中乘員的損傷風(fēng)險起著重要的作用。座椅參數(shù)的調(diào)整，將決定乘員的乘坐姿勢，而坐姿將影響碰撞時乘員的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)響應(yīng)，進(jìn)而影響約束系統(tǒng)對乘員的保護(hù)效果。如果主動式座椅能在碰撞發(fā)生前，將座椅參數(shù)調(diào)整到最佳的防護(hù)狀態(tài)，將使乘員約束系統(tǒng)對乘員達(dá)到最佳的保護(hù)效果，從而有效降低碰撞時乘員的損傷風(fēng)險。為了研究主動式座椅對正面碰撞時50百分位乘員的保護(hù)效果，本文對主動式座椅參數(shù)進(jìn)行了研究。
　　首先，

2、依據(jù)某量產(chǎn)車型副駕駛員區(qū)相關(guān)尺寸，設(shè)計了簡化的臺車約束系統(tǒng)實驗裝置，并按照C-NCAP2015實驗要求，采用HybridⅢ50th假人在湖南大學(xué)汽車碰撞試驗室進(jìn)行了臺車碰撞實驗。依據(jù)實驗工況建立了臺車約束系統(tǒng)有限元模型，并將仿真結(jié)果與實驗結(jié)果進(jìn)行對比，驗證了有限元模型的有效性。
　　其次，通過對座椅參數(shù)進(jìn)行單因素分析，研究了單個座椅參數(shù)的改變，對50百分位乘員損傷的影響。在此基礎(chǔ)上確定了座椅前后位置、坐墊高度、坐墊傾角和靠背傾角等

3、變量的取值范圍。采用最優(yōu)拉丁方試驗設(shè)計在設(shè)計空間進(jìn)行采樣，使用LS-DYNA軟件對采樣點(diǎn)分別進(jìn)行仿真計算，并依據(jù)仿真結(jié)果，建立了具有較高可信度的Kriging代理模型。基于Kriging代理模型，采用多島遺傳算法定位目標(biāo)極值在設(shè)計空間中所處的區(qū)域，再采用NLPQL算法對該區(qū)域進(jìn)行精確尋優(yōu)，獲得了適用于50百分位乘員的座椅最佳參數(shù)。優(yōu)化后加權(quán)損傷準(zhǔn)則WIC降低了15.77％。
　　最后，通過對乘員頭部HIC36、胸部C3ms和Cco

4、mp的Kriging模型分析發(fā)現(xiàn)，對于50百分位的乘員，當(dāng)坐墊高度大于45mm、靠背傾角在15°～35°之間時，碰撞前將座椅向后移動有利于降低乘員頭部HIC36和胸部C3ms，但胸部Ccomp會有所增加;當(dāng)坐墊高度在0mm～60mm之間調(diào)節(jié)時，增加坐墊高度能有效降低乘員頭部HIC36和胸部Ccomp，坐墊高度在35mm～45mm之間時，胸部C3ms較小;當(dāng)坐墊傾角在15°～30°之間調(diào)節(jié)時，增大坐墊傾角能有效降低乘員胸部C3ms和Cco