基于目標波形與ESLMG的汽車正面抗撞性優(yōu)化設計方法研究.pdf

1、在各類交通事故中，汽車正面碰撞發(fā)生的概率位居榜首，因此不論是在全新車型的開發(fā)項目中，還是在基于已有車型的繼承式開發(fā)中，汽車正面抗撞性設計及其優(yōu)化提升方法的研究意義都是非常重大的。
　　正面碰撞的減速度-時間曲線與乘員損傷有著密不可分的關系，而汽車前端結(jié)構(gòu)在正面碰撞中的變形在很大程度上決定了碰撞波形的優(yōu)劣，因此通過優(yōu)化改進前端結(jié)構(gòu)可以改善碰撞波形，從而降低乘員損傷，提高車輛抗撞性。G1-G2目標波形的設定方法相較于傳統(tǒng)有限元“試錯法

2、”具有明顯的目的性強，效率高的特點，即首先確定一條理想的滿足乘員損傷要求的目標波形，避免盲目而反復地進行結(jié)構(gòu)修改與驗證工作。
　　針對動態(tài)非線性結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題，與傳統(tǒng)的全局優(yōu)化算法以及基于梯度的數(shù)值優(yōu)化算法相比，一種基于梯度的等效靜載荷法(Equivalent Static Loads MethodBased on Gradient，ESLMG)結(jié)合了結(jié)構(gòu)靜態(tài)線性優(yōu)化方法和最速下降法，基于節(jié)點位移等效，在保證算法收斂性的前提下，提高

3、了收斂速度，在解決設計變量較多，結(jié)構(gòu)非線性較明顯的大變形結(jié)構(gòu)的優(yōu)化問題上具有非常大的優(yōu)勢。
　　本文以某款家用轎車為研究基礎，針對其繼承式開發(fā)中的正面抗撞性能的提升，提出了一種基于目標波形與ESLMG的正面碰撞關鍵結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計流程:收集對標車型數(shù)據(jù)，根據(jù)G1-G2設計規(guī)則，確定滿足乘員損傷的最優(yōu)目標加速度等效雙階梯形波;建立載荷數(shù)據(jù)庫，得到一類車型的碰撞載荷路徑百分比分布圖;提取基礎車型正面碰撞關鍵部件，以目標波形為指導對其進行必