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汽车工程 2022年第1期44卷 94-104页

作者：刘刚洪亮葛如海江苏大学汽车与交通工程学院镇江212013 好孩子儿童用品有限公司昆山215331 常熟理工学院汽车工程学院常熟215500

儿童乘坐校车时常呈现多种"离位"坐姿,有必要开展多种儿童坐姿下,常开式安全气囊的优化设计研究,明确12岁儿童的损伤阈值。为此构建并验证校车的仿真模型,搭建校车和常开式安全气囊的耦合模型。选取躺卧坐姿、右倾坐姿作为12岁儿童乘员... 详细信息

儿童乘坐校车时常呈现多种"离位"坐姿,有必要开展多种儿童坐姿下,常开式安全气囊的优化设计研究,明确12岁儿童的损伤阈值。为此构建并验证校车的仿真模型,搭建校车和常开式安全气囊的耦合模型。选取躺卧坐姿、右倾坐姿作为12岁儿童乘员的典型"离位"坐姿,并针对正常坐姿、躺卧坐姿和右倾坐姿,以加权伤害指标为优化目标,基于响应面代理模型和改进型NSGA-Ⅱ算法,权衡确定常开式安全气囊的主要设计参数的最优配置为:泄气阀开度199.73%、泄气阀开启压力1.1628×105Pa、安装点高度0.362 8 m和中部拉带长度0.315 2 m。结果表明:3种儿童坐姿下,具备最优配置的常开式安全气囊能够最大限度地提升12岁儿童乘员的安全性。

关键词： “离位”坐姿儿童乘员校车正面碰撞常开式安全气囊优化设计

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混杂工况下校车常开式安全气囊的多目标优化

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中国安全科学学报 2022年第4期32卷 72-79页

作者：洪亮刘刚葛如海李梁李思远江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013 好孩子儿童用品有限公司江苏昆山215331 常熟理工学院汽车工程学院江苏常熟215500

为提升混杂工况下校车儿童乘员的安全性,对常开式安全气囊的保护性能开展优化设计。首先,明确6、12岁儿童的损伤阈值;然后,基于台车试验数据,构建与验证校车仿真模型,并搭建校车—常开式安全气囊耦合模型;最后,基于校车碰撞工况与儿童... 详细信息

为提升混杂工况下校车儿童乘员的安全性,对常开式安全气囊的保护性能开展优化设计。首先,明确6、12岁儿童的损伤阈值;然后,基于台车试验数据,构建与验证校车仿真模型,并搭建校车—常开式安全气囊耦合模型;最后,基于校车碰撞工况与儿童年龄的不同组合,建立6种混杂工况,决选常开式安全气囊的主要设计参数为优化因素,以加权伤害指标为优化目标,构建响应面代理模型。结果表明:利用改进型NSGA-Ⅱ算法,权衡确定上部拉带长度0.2588 m,安装点高度0.3856 m,泄气阀开启压力1.1996×10^(5) Pa,泄气阀开度1.98为最优配置;混杂工况下,具备最优配置的常开式安全气囊可最大限度地降低儿童乘员的损伤风险。

关键词：混杂工况校车常开式安全气囊多目标优化儿童损伤阈值

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混杂工况下常开式安全气囊参数分析及优化研究

混杂工况下常开式安全气囊参数分析及优化研究

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作者：刘刚江苏大学

学位级别：硕士

2017至2020年我国小学在校人数连续四年超过1亿人,如此数量庞大的儿童往返于学校与住所之间,亟需安全性能卓越的校车。然而我国校车碰撞事故频发,儿童乘车安全性有待提高。校车常开式安全气囊能够克服当前校车乘员约束系统与传统安全气... 详细信息

2017至2020年我国小学在校人数连续四年超过1亿人,如此数量庞大的儿童往返于学校与住所之间,亟需安全性能卓越的校车。然而我国校车碰撞事故频发,儿童乘车安全性有待提高。校车常开式安全气囊能够克服当前校车乘员约束系统与传统安全气囊的不足之处,为儿童提供有效保护。为进一步提升混杂工况下,常开式安全气囊的保护功效,开展参数分析及优化研究。本文的主要研究内容如下:(1)基于第50百分位成年男性的损伤阈值,利用比例缩放方法,确立了6岁、12岁儿童头部、胸部、腿部的损伤阈值,提出了6岁、12岁儿童乘员的加权伤害指标。(2)基于台车试验数据,构建并验证了校车乘员约束系统仿真模型(简称为“校车仿真模型”);构建了常开式安全气囊仿真模型,耦合了校车仿真模型与常开式安全气囊仿真模型,搭建了校车—常开式安全气囊耦合模型。(3)决选了前倾坐姿、右倾坐姿作为6岁儿童乘员的典型“离位”坐姿,躺卧坐姿、右倾坐姿作为12岁儿童乘员的典型“离位”坐姿;简化了台车试验中测得的加速度波形,增加简化波形的加速度峰值,以获得两种校车正面碰撞工况;在多种儿童年龄、多种儿童坐姿、多种校车碰撞工况的组合下,建立了混杂工况;明确了混杂工况下,常开式安全气囊设计参数对6岁、12岁儿童乘员损伤程度的影响规律。(4)决选了上部拉带长度、安装点高度、泄气阀开启压力与泄气阀开度作为优化因素,选取了6岁、12岁儿童乘员的加权伤害指标作为优化目标;构建并验证了优化目标与优化因素间的响应面代理模型;基于第三代非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅲ,NSGA-Ⅲ),引入了对称拉丁超立方设计方法、自适应机制与消除策略,提出了改进型NSGA-Ⅲ;利用改进型NSGA-Ⅲ,开展了混杂工况下常开式安全气囊的主要设计参数的优化设计,权衡确定了常开式安全气囊的最优配置:上部拉带长度为0.2645 m,安装点高度为0.4092 m,泄气阀开启压力为1.161×10 Pa,泄气阀开度为1.99。具备最优配置的常开式安全气囊能够最大限度地降低儿童乘员的损伤程度。

关键词：常开式安全气囊儿童损伤阈值混杂工况改进型NSGA-III 优化设计

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