改进响应面法在汽车正面抗撞性优化中的应用

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1、万方数据第z9卷第12期北京理工大学学报V01．29No．122009年12月TransactionsofBeijingInstituteofTechnologyDec．2009改进响应面法在汽车正面抗撞性优化中的应用陈潇凯，李邦国，林逸(北京理工大学机械与车辆学院，北京100081)摘要：为提高汽车正面抗撞性，提出了精确收敛于当前设计点的改进的响应面方法，并将该方法与最优拉丁方试验设计方法相结合，建立了汽车全宽正面碰撞过程中B柱加速度峰值的代理模型．基于该代理模型使用序列二次规划算法对多组结构参数进行优化．结果表明。使用改进的响应

2、面法建立的代理模型具有较高精度，基于代理模型优化后汽车B柱的加速度峰值降低18．2％．该研究为汽车正面抗撞性优化提供了一种快速便捷的方法．关键词：车辆工程；响应面法；代理模型；正面碰撞；优化中图分类号：U461．91文献标识码：A文章编号：1001—0645(2009)12-1076—05ApplicationofImprovedRSMintheOptimizationDesignofAutomotiveFrontalCrashworthinessCHENXiao—kai，LIBang—guo，LINYi(SchoolofMecha

3、nicalEngineering，BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China)Abstract：Toincreasethefrontalcrashworthinessofautomobiles，animprovedresponsesurfacemethod(RSM)whichhasaccurateconvergencecharacteristicsatthecurrentdesignispresented，andthemethodologyisfirstlyusedwithopt

4、imalLatinhypercubesampling(LHS)tobuildthesurrogatemodelofB—pillaraccelerationpeakvalueinfullfrontalcrash．Manystructureparametersareoptimizedusingsequentialquadraticprogram(SQP)basedonthesurrogatemodel．TheresultsshowthattheimprovedRSMhashighaccuracy，andtheaccelerationpe

5、akvalueofB-pillardecreasesnearly18．2％afteroptimization．Theresearchprovidesafacilitatingapproachfortheoptimizationdesignofautomotivefrontalcrashworthiness．Keywords：vehicleengineering；responsesurfacemethod(RSM)；surrogatemodel；frontalcrash；optimization汽车交通事故给社会和人民生活造成巨大危害

6、，已经成为严重的社会问题．在汽车安全领域，计算机仿真是经济而有效的方法，国内外采用有限元方法对汽车碰撞安全性进行了大量研究，取得了显著成效[1]．单车正面碰撞按接触模式一般分为全宽碰撞、斜角碰撞和偏置碰撞3种，在3种正面碰撞模式中全宽碰撞所对应的交通事故发生概率占4l％，另2种模式的发生概率总计占59％[2]，对汽车全宽正面碰撞的研究具有重要意义．影响汽车正面碰撞的结构参数非常多，各种参数之间存在交互影响，系统具有较强的噪声和非线性[3]，因此对大量结构参数进行优化是一个非常复杂的问题¨]．代理模型是解决这一问题的有效方法[5]．代

7、理模型的本质是通过构造近似函数，将复杂的学科分析从优化进程中分离出来，而将便于计算的近似函数耦合到优化算法中，进行序列优化，多次迭代循环后得到实际问题的近似最优解．通过构造近似函数，可以大大减少多学科设计优化问题求解的计算量，提高优化效率，改进优化结果．常用的代理模型有响应面模型、Kriging模型以及径向基模型等．收稿日期：2009一01—12基金项目：国家“八六三”计划项目(2006AA042119)作者简介：陈潇凯(1977一)，男，博士，讲师，E—mail：chenxiaokai@263．net对于新人们来说，一辆装饰着鲜花

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