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随着人均汽车持有量的不断增加,汽车发生碰撞事故的概率越来越高,乘员的安全性也得到了更多的重视。目前针对乘员约束系统的研究主要集中于正面全宽碰撞中,对正面偏置碰撞的乘员安全性研究还有所欠缺。现阶段众多机构对乘员约束系统的优化还是以正交优化为主,但由于正交优化的优化路径并不连续且耗时较多,因此,寻找精度更高效率更高的优化方法具有重要的现实意义。本文针对上述问题,进行了基于响应面代理模型的优化方法研究,具体工作如下: 首先通过阅读文献了解国内外的研究现状,总结研究思路确定本文的研究内容。同时了解国内外的正面碰撞评价方法,确定以乘员完全伤害评价WIC值作为本文乘员安全性的评价依据。 借助基金项目的支持,与某国企进行某上市车型的联合研发,做正面偏置碰撞的试验,采用MADYMO软件搭建原型车的40%正面偏置碰撞仿真模型,并依据假人损伤以及假人运动姿态完成相关的模型对标验证。同时,基于能量分析的角度,详细分析了乘员在碰撞过程中的能量转移及耗散,从理论角度出发,利用Simulink软件搭建乘员ridedown效率的仿真模型,并对其进行有效的对标验证,为后续的约束系统优化奠定基础。 为了使优化过程更加的高效,首先使用灵敏度分析法对正面偏置碰撞仿真模型中的优化参数进行筛选,筛选出对假人伤害影响程度最高的六个参数并确定其变化范围。为了更能体现响应面代理模型优化方法的优势,先对碰撞仿真模型进行六因素五水平的正交优化,利用极差分析法得出基于正交优化的最优参数组合下的WIC值为0.4279。结果表明正交优化的效果并不显著,因此提出基于响应面代理模型的优化方法。 利用 MATLAB 根据相应的仿真结果搭建碰撞模型中假人加权伤害指标值的二次多项式响应面代理模型,自变量为经过灵敏度分析得出的六个约束系统参数。运用 fminimax函数对响应面代理模型在参数实际取值范围内进行全局优化,并最终完成模型的优化。获得最终结果的约束系统参数组合如下所示:当安全带限力等级为 3.12kN,排气孔直径为17.2mm,气囊点火时间为23.6ms,织带刚度增大至初始值的1.33倍,质流率增大至初始值的1.04倍,管柱压溃为40.21mm时,全局优化效果最佳。此时乘员的完全伤害评价WIC值为0.3554。与正交优化得出最优解0.4279相比,优化效果更好且优化效率更高。随后为了验证基于响应面代理模型优化方法的适用性,对代理模型进行鲁棒性以及拟合精度分析。