【摘 要】
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汽车正面碰撞是交通事故中最常见、事故发生最多的碰撞形式。为了确保汽车安全性能以及降低事故发生的伤亡率,汽车强国都制定了相应的汽车安全试验法规,比如美国的FMVSS208法规、欧洲的E-NCAP和中国的CNCAP（2006年）。C-NACP实施十多年来,我国汽车整体安全技术水平得到了有效地提升,C-NCAP版本也进行了多次补充和完善。2021版C-NCAP中,在乘员保护试验方面增加了全新的正面碰撞试
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汽车正面碰撞是交通事故中最常见、事故发生最多的碰撞形式。为了确保汽车安全性能以及降低事故发生的伤亡率,汽车强国都制定了相应的汽车安全试验法规,比如美国的FMVSS208法规、欧洲的E-NCAP和中国的CNCAP（2006年）。C-NACP实施十多年来,我国汽车整体安全技术水平得到了有效地提升,C-NCAP版本也进行了多次补充和完善。2021版C-NCAP中,在乘员保护试验方面增加了全新的正面碰撞试验MPDB（移动渐进变形壁障碰撞试验）,并取代了一直沿用至今的64ODB正面偏置碰撞。相比于64ODB碰撞试验工况,MPDB碰撞试验工况是车-车对撞,试验车辆和壁障小车都以50km/h速度进行50%偏置对撞;同时,MPDB碰撞试验采用了生物仿真度更高、造价更贵的THOR假人,从而能够更加精确地模拟出碰撞发生时乘员的伤害情况。因此,基于MPDB碰撞试验工况,开展乘员损伤机理的研究对进一步提高汽车安全技术水平具有重要的意义。本文基于2021版C-NCAP中MPDB碰撞试验规程,建立了MPDB碰撞工况下前排乘员约束系统仿真模型,以此来探究该工况下假人的损伤机理以及伤害情况,最后采用ISIGHT优化软件,对约束系统参数进行优化。主要研究内容如下:（1）根据东南汽车公司正面100%碰撞试验FFB数据,建立了50FFB碰撞工况下约束系统仿真模型,并与试验数据进行对标,验证了该约束系统模型的有效性;然后建立MPDB碰撞试验有限元仿真模型,获取MPDB碰撞试验的加速度,并将加速度值和THOR假人耦合到建立好的FFB约束系统仿真模型中,从而得到了MPDB约束系统仿真模型。（2）通过对FFB碰撞工况和MPDB碰撞工况假人的伤害进行对比分析,得出了MPDB碰撞工况下,THOR假人的胸部压缩量为57mm,接近于C-NCAP规定中胸部伤害的低水平指标60mm,因此必须对约束系统进行优化,降低THOR假人的胸部伤害。（3）利用ISIGHT软件对约束系统进行参数优化。先是采用拉丁超立方方法进行DOE试验设计和灵敏度分析,选出对THOR假人胸部影响较大的约束系统参数。最后以THOR假人的胸部压缩量为优化目标,构建近似模型,优化结果显示:胸部压缩量只降低了3mm左右,优化效果不是很理想。（4）为了进一步降低THOR假人的胸部压缩量,改善假人胸部伤害,提出了三种安全带优化方案,分别是恒定限力CLL+端片预紧、递增限力PLL+端片预紧以及递减限力DLL+端片预紧。仿真结果显示,采用了递减限力安全带DLL并配备端片预紧的形式能够有效降低THOR假人的胸部压缩量,假人的胸部压缩量从57mm降低到43mm,假人胸部得分从0.48分提高到2.72分,有效改善了THOR假人的胸部伤害。
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