【摘 要】
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多车事故已成为造成乘员伤亡最常见的交通事故形式,由于不同类型的车辆在整车质量、结构几何和刚度等方面存在差异,导致碰撞中弱势车辆乘员更容易遭受严重损伤甚至死亡,因此如何提高车辆结构耐撞性的同时改善其兼容性成为了汽车安全领域的研究重点。2020年,C-NCAP（2021版）发布了正面50%重叠移动渐进变形壁障碰撞工况（MPDB）试验规程与评价体系,同时考察车辆的耐撞性和攻击性,因此本文的研究具有较强的
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多车事故已成为造成乘员伤亡最常见的交通事故形式,由于不同类型的车辆在整车质量、结构几何和刚度等方面存在差异,导致碰撞中弱势车辆乘员更容易遭受严重损伤甚至死亡,因此如何提高车辆结构耐撞性的同时改善其兼容性成为了汽车安全领域的研究重点。2020年,C-NCAP（2021版）发布了正面50%重叠移动渐进变形壁障碰撞工况（MPDB）试验规程与评价体系,同时考察车辆的耐撞性和攻击性,因此本文的研究具有较强的工程应用价值。本文以丰田Yaris车型为研究对象,首先完成其100%正面碰撞工况的整车碰撞模型和MODYMO约束系统模型的构建与验证。然后基于上述对标模型完成MPDB碰撞模型的构建,进而分析该车型在MPDB工况下车体响应与乘员损伤特性,并从结构、车身加速度及约束系统等方面分析该车型表现较差的原因。随后重点围绕结构刚度和安全带限力等级开展参数分析并提出较为明确的结构优化方案。最后基于响应面代理模型方法,兼顾C-NCAP正面碰撞的两种工况,开展车身结构和约束系统集成优化;确定最优方案并分析优化效果。本文的研究结果表明:（1）该车型MPDB工况较FRB工况的车身加速度峰值和乘员舱入侵量更大,假人的损伤较为严重,尤其是假人胸部和腿部。（2）结构方面可通过调整前端刚度改善车辆的碰撞相容性和假人损伤;约束系统匹配方面可根据加速度波形等选择较低的安全带限力等级以改善Thor假人的胸部得分。（3）基于响应面代理模型的方法,兼顾MPDB工况和FRB工况进行结构和约束系统集成优化设计,在FRB工况得分基本保持不变的情况下,MPDB工况的得分提高了38.85%,总分提升了13.44%。其中MPDB工况的车身X向的加速度从54.88g下降到了45.19g,减少了17.66%;最大入侵量为206.4mm,较优化前减少了11.2mm;胸压减小了6.95%;膝部滑移量减小了17.92%;胫骨指数减小了39.44%;整体优化效果较为显著。
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