面向行人综合保护的汽车前部结构参数优化

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽车工程2011年(第33卷)第6期AutomotiveEngineering2011102面向行人综合保护的汽车前部结构参数优化徐中明，刘世谦，张志飞，张亮(1．重庆大学，机械传动国家重点实验室，重庆400030；2．重庆大学机械工程学院，重庆400030)[摘要]针对行人头部和下肢的综合保护，建立了行人汽车碰撞的多刚体模型。选取保险杠、发动机罩和风窗玻璃等的诸多几何参数作为设计变量，以行人头部和下肢损伤指标最小为优化目标，采用基于Pareto最优的多目标遗传算法对汽车的前部结构参数进行了优化。结果表明，发动机罩与水平面的夹角对头部损伤影

2、响最大，保险杠离地高度对下肢损伤影响明显，优化得到的3组结构参数对行人综合保护有较好的效果。关键词：汽车；行人保护；碰撞仿真；多目标优化ParametersOptimizationofCar'sFront—endStructureforComprehensivePedestrianProtectionXuZhongming，LiuShiqian2ZhangZhifei＆ZhangLiang，1．ChongqingUnive~ity，StateKeyLabofMechanicalTransmissions，Chongqing400030；2．CollegeofMechanica

3、lEngineering，ChongqingUniversity，0400030[Abstract]Amulti—rigid·bodymodelforcar-pedestriancrashisdevelopedaimingatthecomprehensivepro—tectionofpedestrianheadandlegs．Anoptimizationontheparametersofcar'sfront·endstructureiscarriedoutbyusingParetooptimality-basedmulti—objectivegeneticalgorithmw

4、iththegeometricparametersofbumper，bonnetandwindscreenasdesignvariables，minimizingtheinjurycriteriaofpedestrianheadandlegsasobjective．Theresultsshowthattheinclinedangleofbonnethasmosteffectonheadinjury，theeffectoftheheightofbumperrelativetogroundsurfaceonlegsinjuryissignificantandthreecombin

5、ationsofstructuralparametersobtainedbyoptimizationhavegoodeffectivenessincomprehensivepedestriansprotection．Keywords：vehicles；pedestrianprotection；crashsimulation；multi-objectiveoptimization倾斜角度对头部损伤有很大影响，对于发动机罩来日IJ吾说，适当增加其倾斜角度可以将碰撞时间提前，另外增大舱内零部件与发动机罩的距离，以增大发动机在交通事故中，行人是最容易伤亡的弱势群体。罩的变形空间，可减

6、轻对行人的伤害。以往的研究如何尽量降低交通事故中行人的伤亡，越来越受到中，大多数是针对汽车结构对头部或者下肢保护的社会的重视。在交通事故中，行人头部和下肢损伤单独研究，同时考虑二者综合保护的研究还不多。的可能性最大，其中头部损伤约占31．7％，下肢损二者的综合保护，无论是对行人安全，还是对汽车厂伤约占28．8％[13，头部和下肢损伤是行人致伤致残家进行行人保护试验都具有重要的现实意义。的主要原因。国内外对行人头部和下肢的保护进行基于行人头部和下肢的综合保护，针对汽车前了大量的研究，研究显示：保险杠结构参数对下肢损部结构参数进行优化属于多目标优化问题。传统的伤产生显著的综合影响

7、，改变保险杠结构参数以使多目标优化多采用加权系数将多目标优化问题转化下肢受力均匀，可以降低下肢的损伤；由于发动机罩为单目标优化问题，属于先决策后寻优模式，受设计或风窗玻璃是碰撞中与头部的直接接触点，二者的人员的先验知识的影响J。本文中采用先寻优后决原稿收到日期为2010年6月10日，修改稿收到日期为2010年11月413。学兔兔www.xuetutu.com·498·汽车工程2011年(第33卷)第6期策的多目标优化模式，首先结合多刚体动力学软件1．2行人模型和优化软件进行批量运算；然后利用优化软件no