基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法的防揮鞭傷安全座椅的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、汽車碰撞的主要類型為正面碰撞、側(cè)面碰撞、后碰撞和翻車四種，多年來(lái)對(duì)于正側(cè)面碰撞和翻車等類型的研究已較為成熟，而后碰撞是近些年才開始受到人們重視的。在后碰撞發(fā)生時(shí)，由突然的加速度給乘員頭頸帶來(lái)急速且過(guò)度的剪切力和屈服力，使頸部受到損傷，這種損傷被稱為揮鞭傷，可能給患者帶來(lái)終身的病痛。2012年，在中國(guó)汽車技術(shù)研究中心出臺(tái)的新版C-NCAP管理規(guī)則中，新增了低速后碰撞頸部保護(hù)試驗(yàn)（鞭打試驗(yàn)），后碰撞已成為汽車被動(dòng)安全的重要內(nèi)容。為了使汽車座

2、椅盡可能地為乘員提供保護(hù)、減少頸部損傷程度，本文結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法對(duì)防揮鞭傷提出了一種安全座椅全局優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。主要工作內(nèi)容總結(jié)如下:
　　(1)分析了汽車后碰撞的研究?jī)?nèi)容及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，闡述了后碰撞的乘員頸部損傷機(jī)理以及國(guó)內(nèi)外評(píng)價(jià)指標(biāo)，選取頸部損傷指標(biāo)NIC和Nkm作為本文的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
　　(2)利用MADYMO軟件創(chuàng)建后碰撞的座椅系統(tǒng)仿真模型，包括:車身、座椅、頭枕、安全帶及后碰假人等部件。根據(jù)Naoki Kane

3、ko的碰撞試驗(yàn)對(duì)仿真模型進(jìn)行驗(yàn)證，并通過(guò)MADPost后處理器輸出頭部加速度、頸部剪切力和扭矩、頸部損傷指標(biāo)等響應(yīng)值，為后續(xù)的分析提供基礎(chǔ)。
　　(3)根據(jù)后碰撞中的乘員損傷機(jī)理，對(duì)頸部損傷造成影響的座椅參數(shù)進(jìn)行分類，并新增安全帶參數(shù)，分別研究不同類型的參數(shù)對(duì)乘員響應(yīng)帶來(lái)的影響。研究表明:頭部與頭枕間距適當(dāng)減小、靠背傾角適當(dāng)范圍取值、頭枕接觸剛度適當(dāng)減小、靠背接觸剛度適當(dāng)減小、織帶剛度適當(dāng)增大、安全帶伸縮器鎖止適當(dāng)靈敏，可以對(duì)減小

4、頸部損傷起到一定的作用，為座椅設(shè)計(jì)提供一定的參考。
　　(4)通過(guò)敏感度篩選，得到對(duì)頸部傷害影響較大的4個(gè)參數(shù)，根據(jù)正交試驗(yàn)方法安排25組試驗(yàn)。按照C-NCAP的后碰撞試驗(yàn)要求進(jìn)行仿真試驗(yàn)，得到NIC及Nkm的損傷值，進(jìn)行極差分析，得到影響頸部損傷的主次因素排序，并為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入數(shù)據(jù)做好準(zhǔn)備。
　　(5)結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法，提出并設(shè)計(jì)一種防揮鞭傷安全座椅優(yōu)化方法。使用MATLAB的算法工具箱及其編程能力，實(shí)現(xiàn)在給定座椅