多参数条件下汽车乘员约束系统匹配设计及稳健性研究

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1、学校代号10532学号S11021162分类号U461.91密级公开硕士学位论文多参数条件下汽车乘员约束系统匹配设计及稳健性研究学位申请人姓名马桃培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称张维刚教授学科专业机械工程研究方向汽车被动安全论文提交日期2014年5月15日学校代号：10532学号：S11021162密级：公开湖南大学硕士学位论文多参数条件下汽车乘员约束系统匹配设计及稳健性研究学位申请人姓名：马桃导师姓名及职称：张维刚教授培养单位：机械与运载工程学院专业名称：机械工程论文提交日期：2014年5月15日论文答辩日

2、期：2014年5月23日答辩委员会主席：龚金科教授Multi-ParameterMatchDesignandRobustResearchofVehicleOccupantRestraintSystembyMATaoB.E.(HunanUniversity)2011AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinMechanicalEngineeringintheGraduateSchool

3、ofHunanUniversitySupervisorProfessorZHANGWeigangMay,2014湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留

4、并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密□√。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要本课题由国家自然科学基金项目（51275164）“基于全局敏感性分析和拟合基函数代理模型的汽车碰撞人体损伤稳健优化”资助。汽车乘员约束系统是保护车内乘员的主要安全装置，

5、设计合理的汽车乘员约束系统能够明显降低乘员在碰撞过程中的损伤。传统的针对乘员约束系统的设计主要针对安全带、安全气囊的某几个参数进行设计分析，未考虑其他设计参数的影响，并且只是确定性优化，忽视了设计变量和边界条件的波动对系统的影响，往往导致所设计的乘员约束系统达不到预期的保护效果。因此需要综合考虑各设计参数对系统的影响来进行匹配设计，并对匹配设计的系统进行稳健性分析，设计出符合要求的、稳健性较好的系统。本文在总结前人研究的基础上，对汽车乘员约束系统参数匹配设计、稳健性设计分析进行了进一步的研究，主要研究方法和内容如下：

6、(1)研究国内外学者针对汽车乘员约束系统的研究方法和内容，总结其研究的成果，并分析其研究存在的不足和缺陷。(2)基于多刚体软件MADYMO建立了汽车正面碰撞乘员约束系统模型，并对该计算模型的准确性进行了验证，验证结果表明该仿真模型可以替代实车模型进行设计分析。(3)针对多参数条件下复杂繁琐的乘员约束系统匹配设计，采用一种基于变量分组的全局敏感性分析方法，通过将相关设计变量分为一组，保持各组变量之间相互独立，分别对各组变量进行全局敏感性分析，计算所有变量对系统响应总方差的贡献度来评估参数的重要性，在此基础上选取重要的设

7、计变量进行分析。(4)在全局敏感性分析的基础上，选取重要的设计变量来进行稳健性设计分析，稳健性分析的结果表明，相对于确定性设计优化，假人损伤值有所增加，但是稳健性得到大幅提高，能够抵抗因设计变量的波动造成响应的波动。最后，针对本文提出的基于变量分组的全局敏感性分析方法及稳健设计方法进行总结分析，指出该方法在约束系统匹配设计中表现出的优越性和先进性，还讨论了后续阶段需要考虑研究的部分。关键词：汽车乘员约束系统；匹配设计；全局敏感性分析；变量分组；稳健性设计AbstractThisissueissubsidizedbyt

8、heNationalNaturalScienceFoundationofChina(51275164)named"Robustoptimizationforhumaninjurybasedonglobalsensitivityanalysisandmetamodeloffittingbasicfunctioninvehiclecollision