面向行人綜合保護的轎車安全性結構優(yōu)化設計.pdf

1、汽車安全已成為現行乘用車設計的焦點和最大的賣點,伴隨著該種需求的發(fā)展,各國制定了嚴格的乘員保護法規(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),為此部分國家先后出臺了車輛行人保護的測試法規(guī),這使得汽車生產企業(yè)在完成車型的平臺化生產作業(yè)以及規(guī)劃國際化發(fā)展路線時,必須充分考慮車輛的行人保護功效。本文應用某款車型的有限元模型,探求了其針對行人腿部和頭部綜合保護的設計方案,并運用序列二次規(guī)劃法和自

2、適應響應面法對設計結果進行了優(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值模型,分析了二者在人-車碰撞中的損傷機理,確定了行人損傷的評價標準。通過下腿型沖擊器的靜態(tài)彎曲、靜態(tài)剪切、動態(tài)沖擊試驗和頭部沖擊器的動態(tài)跌落、側向沖擊試驗,有效地驗證了下腿型沖擊器和頭部沖擊器的動力學響應性能和生物保真性。
　　完成了EEVC法規(guī)中測

3、試車輛試驗區(qū)域的劃分,針對選定試驗點進行了原車與行人下腿型沖擊器和頭部沖擊器的碰撞試驗,得到了原車參數下行人腿部和頭部的傷害值,結果表明保險杠總成的緩沖吸能特性與碰撞旋轉力矩以及發(fā)動機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鍵因素。
　　文中采用薄壁吸能盒結構代替原車的吸能泡沫,并設計了副保險杠支撐結構,試驗表明,該設計使得保險杠總成在與行人碰撞過程中的吸能效率大大提高,減小了行人脛骨所受旋轉力矩。運用正交試

4、驗設計,探討了保險杠總成關鍵結構參數對行人腿部損傷值的影響。通過極差分析確定了具有最佳腿部保護效果的結構參數。在試驗數據的基礎上,建立腿部傷害值的近似函數模型,利用序列二次規(guī)劃法對其進行優(yōu)化。經試驗驗證,優(yōu)化后的車輛參數具有很好的腿部保護效果。
　　基于原車頭部保護性能的評價結果,設計試驗確定了有益于行人頭部保護的發(fā)動機罩總成材料和剛度的匹配方案。在剛度匹配試驗的基礎上,擬合建立人-車碰撞行人頭部HIC值和發(fā)動機罩總質量的自適應響