基于行人下肢保护的SUV车型前端结构多目标优化设计.pdf

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1、机械设计与制造第12期MachineryDesign&Manufacture2015年12月基于行人下肢保护的SUV车型前端结构多目标优化设计惠有利(辽宁省交通高等专科学校汽车工程系，辽宁沈阳110122)摘要：当行人与车辆发生碰撞时，汽车前端结构的设计是满足行人腿部保护要求的关键。然而针对SUV车型由于其前端结构特点与普通轿车不同，在应对行人下肢保护要求已呈现明显的局限性。为了提高SUV车型前端结构的行人保护功能，结合试验设计技术、近似建模技术、多目标优化算法，以行人腿部的伤害值指标胫骨加速度及膝部剪切位移最低为优化目标，以膝部弯曲角为

2、设计约束，对车辆前端结构参数进行了多目标优化设计。研究结果表明：优化后的车辆前端结构与原设计相比，有效降低了行人下肢伤害，为车辆前端结构的设计与开发提供了有效的参考。关键词：汽车安全；SUV车型；行人保护；汽车前端结构；多目标优化中图分类号：TH16；U461．91文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)12—0094—04Multi-ObjectiveOptimizationDesignofFront-EndStructureforaSUVCarBasedonPedestrianLowerExtremityProtecti

3、onHUIYOH—li(DepartmentofAutomotiveEngineering，LiaoningProvincialCollegeofCommunication，LiaoningShenyang110122，China)Abstract：WhenthepedestrianandvehiclecollisionOccurs，thestructuredesignofvehiclefront-endisvitaltotillfe，g“，℃，ren如ofpedestrianlegprotection．However，thereoleo

4、bviouslimitationsinSUVcars，foritsfront-endstructureisdifferentfromcommoncars．Inordertoimprovethepedestrianprotectionpeformanceoffront-endstructureofSUVco．rs，itwillcombineexperimentaldesignwiththemeta-modelsandthemulti—objectiveoptimizationalgorithm．Minimizingtheinjuriesof

5、tibiaaccelerationandkneeshearingdisplacementareconsidered∞theobjectivesandkneebendingangleisconsideredCl$thedesignconstraint．Multi-objectiveoptimizationofvehiclefront-endstructureparametersisimplemented．Theoptimizationdesignresultshowsthatcomparedwiththeori~nalaes~．n，pede

6、strianlegprotectionpe咖rm田eissig,,if~antlyimproved，whichprovidesareferenceforthedesignanddevelopmentofthevehiclefront-endstructure．KeyWords：Automotivesafety；SUVCaw；PedestrianProtection；VehicleFront-EndStructure；Multi--Objectiveop—timization1引言有效降低了行人下肢伤害，为类似SUV车型行人保护开发提供参考

7、。随着SUV车型销量的逐年增加，与行人腿部发生碰撞的事故也Et益增多，根据行人在人车碰撞事故中身体各主要部位受到2多目标优化流程损伤的分布情况来看，行人下肢损伤占37％，是人体最容易受伤多目标优化问题(MuhiobjectiveOptimizationProblem，害的部位之一。因此，针对SUV车型行人下肢保护的研究具有MOP)数学模型可以描述为：重要的现实意义。mi，()：()()，⋯())为了保护行人下肢，许多研究机构及汽车制造商对车辆前s．t．g()0√=1，2，⋯，M(1)L端结构、造型、布置进行了设计。然而，SUV车型由于考虑

8、到通过陛，前端结构特点较为特殊，对结构设计提出了新的要求[6-81。针式中()一目标函数；毋()一约束函数；Q、一目标函数与约对上述问题，参考欧盟行人保护法规，系统地将试验设计技术、近束函数个