题目：基于PSM的汽车侧面碰撞乘员约束系统优化设计

我国道路特点是平面交叉路口多，车辆发生侧面碰撞概率较高，造成的危害也较大。随着我国汽车侧面碰撞强制性法规的出台，探索提高汽车侧碰耐撞性的方法以及进行乘员约束系统优化设计具有重要意义。 本文首先按照ECE R95法规，应用有限元法建立了汽车侧面碰撞模拟环境，并进行了仿真与试验对比，可以满足工程需要。然后，基于PSM法得到乘员约束系统的载荷条件和车体子结构模型，加入多自由度假人和座椅刚体模型后，计算了不配置侧面安全气囊且不系安全带情况下、发生侧面碰撞时人体不同部位的加速度响应，并进行了试验验证。 然后，建立了保护胸部的侧面安全气囊模型，按照一款气囊的实际配置与安装位置，进行了约束系统参数设置与仿真；对比分析了有、无侧面安全气囊对乘员碰撞响应的影响；并深入分析了安全气囊各参数变化对乘员伤害指标的影响，得出了气囊参数与假人响应的定性关系。 最后，选择了对乘员伤害程度影响较大的气囊安装位置、泄露系数、点火时刻和气囊气体发生器质量流率等参数，进行了四因素、三水平正交试验设计与分析，利用响应表面法得到上述四个设计变量与乘员头部伤害指数、胸部肋骨变形量、粘性指数、腹部受力、骨盆受力和综合评价指标C等的函数关系及灵敏度；进一步在二阶拟合模型基础上，以头部伤害指数、胸部肋骨变形量、粘性指数、腹部受力、骨盆受力为约束条件，以综合评价指标C作为目标函数，对设计变量进行了优化；同时将优化结果模型进行了重新仿真分析，对比了仿真结果与优化值，验证了模型优化结果的可用性。