基于ALE的充气式海上围栏系统气囊单元优化设计

针对充气式海上围栏系统的气囊单元选型,在单层单气室气囊的基础上提出单层多气室气囊、双层多气室气囊两种改进型,建立静水海域中小艇以10、20、30 m/s的初速度垂直撞击气囊中部3种典型拦截场景.基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)算法,应用有限元软件LS-DYNA进行数值模拟,通过小艇的最大碰撞力、最大反向加速度、单元失效比等数据,分析单层单气室气囊、单层多气室气囊、双层多气室气囊3种气囊单元对来袭小艇的拦截效果,发现双层多气室气囊的拦截能力最强.借助正交试验进一步优化双层多气室气囊的设计参数.通过优化后的结果发现,优化后的双层多气室气囊的最大碰撞力相比原设计方案提高了9%,显著提高了气囊的拦截能力.

汽车安全气囊点火控制算法的研究

本文提出了一种安全气囊点火控制算法。这种算法是对移动窗内的减速度信号进行积分,得到一个指标,然后根据台车碰撞试验的图像测量结果和电测量结果,确定点火阈值。经过多次台车碰撞试验,证明了这种算法的有效性。

基于模糊决策与神经网络的安全气囊触发控制算法

为解决汽车安全气囊适时、正确触发问题 ,将模糊逻辑与人工神经网络技术引入汽车安全气囊触发控制算法研究。整个判别系统以加速度序列为输入数据 ,5层人工神经网络为运算模型 ,经过特征提取、模糊量运算、结论性判定等步骤 ,最终以加速度与速度变化量为判别依据 ,提出了便于实施、运行可靠的控制算法并完成了相应的软件设计。整个算法具有运算量小、误判率低、所需训练样本数量少等特点。仿真结果证明了算法的有效性。

汽车安全气囊点火算法综述

目前安全气囊已在汽车上得到普遍应用,但其点火算法却没有统一的设计标准。详细论述了设计安全气囊点火算法的理论依据,包括乘员损伤准则、气囊点火条件和点火时刻确定法则。介绍了几种传统的安全气囊点火算法,并对其优缺点进行了对比。着重阐述了几种智能安全气囊点火算法的研究成果和发展前景,指出了安全气囊点火算法未来的发展方向。

基于ANFIS的小重叠碰撞安全气囊算法研究

为提高小重叠碰撞事故中安全气囊对乘员的保护作用,分析了小重叠碰撞事故类型并获得识别小重叠碰撞的3个特征参数:速度变化量、加速度曲线长度比值和汽车主要受力方向。基于特征参数变量,结合自适应神经模糊推理系统开发了新型二级模糊安全气囊控制算法,来识别小重叠碰撞类型,并根据碰撞类型展开安全气囊。通过训练合适的模糊隶属度函数和模糊规则,该算法的性能得以提高。最后,经台车试验对新型安全气囊算法进行了验证。结果表明:在发生小重叠碰撞事故时,基于ANFIS的新型安全气囊控制算法能准确识别小重叠碰撞类型,及时展开前安全气囊和侧气帘,改善了其对乘员的保护作用。

采用预测模式的智能安全气囊控制算法

现有的汽车安全气囊易产生误触发和不触发的现象,为此,采用遗传神经网络预测模型开发了一款智能安全气囊控制器.首先在已开发的安全气囊控制器硬件系统基础上,建立并验证了目标车型的整车有限元模型以及乘员约束系统多刚体模型,通过仿真分析确定安全气囊的起爆方式以及最佳点火时刻,然后根据改进的遗传神经网络模型设计了安全气囊的智能控制算法,最后进行了台车试验验证.试验结果表明,该智能控制器可正确预测碰撞动态,并能够准确地预测起爆时刻.

空投设备缓冲气囊的优化设计

利用LS-DYNA对缓冲空投设备的气囊进行仿真计算,模拟其缓冲过程。同时利用遗传算法对气囊的排气孔面积、初始充气压力和排气压力进行优化。优化后的结果对空投实验具有很好的指导意义,可以减少气囊设计实验次数从而降低实验的成本。

汽车斜角碰撞安全气囊点火控制策略研究

针对传统汽车安全气囊控制器点火算法在处理斜角碰撞工况下不能准确控制点火的问题,提出了基于y向加速度干预的安全气囊点火算法。对传统算法和基于y向加速度干预的安全气囊点火算法进行对比分析,采用y向加速度干预的算法在正面碰撞和斜角碰撞中得到的点火时刻(Time To Fire,TTF)与最佳点火时刻(Required Time To Fire,RTTF)的比值均能达到70%以上。与传统算法相比,新算法具有更好的可靠性和精确度。

轿车侧碰撞中儿童乘员约束系统的多目标优化

在轿车侧面碰撞事故中,儿童乘员头、胸部是主要损伤部位。为最大限度地降低儿童乘员头、胸部的损伤风险,对儿童约束系统和侧面气囊的安全性能进行优化设计。采用多体动力学软件MADYMO建立儿童乘员侧面碰撞仿真模型,并通过台车试验结果验证仿真模型的有效性。以头、胸部加速度为优化目标,运用试验设计方法和方差分析进行相关设计变量的灵敏度分析,并确定主要的优化设计变量为侧面气囊的泄气率常数、儿童安全座椅的上固定点位置和下固定织带的刚度系数,进而构建优化目标的二阶多元回归代理模型,利用NSGA-Ⅱ多目标优化算法对构建的代理模型进行优化求解,获得包含头、胸部加速度最优解集的Pareto前沿曲线。通过权衡分析选取使头、胸部的损伤风险同时降低的最优解,最后确定侧面气囊的泄气率常数0.037,儿童座椅的上固定点x向位置-0.25 m,座椅下固定织带的刚度系数0.5为儿童约束系统主要设计参数的最优配置。在最优设计配置条件下得到的儿童头部合成加速度峰值比初始值下降了约24%,胸部合成加速度峰值比初始值下降约30%。

基于遗传算法的缓冲气囊动态特性优化

应用量纲分析法建立了气囊缓冲过程中的动力学模型,提出了一种基于遗传算法的缓冲气囊动态特性参数的优化方法。基于此方法对气囊高度、排气孔面积和初始充气压力进行了优化。试验结果表明:该方法能减少气囊设计过程中试验的次数,降低试验成本,在载人空投防护技术领域具有一定的实际工程意义。

基于微型遗传算法汽车安全气囊系统优化设计

采用LS-DYNA软件建立了汽车安全气囊的有限元模型,通过跌落塔试验验证了CAE模型的有效性。首先利用微型遗传算法对安全气囊的排气孔直径、拉带长度和气体发生器质量流率等参数进行了优化,然后结合整车正面碰撞试验验证了该模型优化参数的准确性。结果表明,当安全气囊的排气孔直径为48 mm,拉带长度为240 mm,气体发生器质量流率为1.1 k时,气囊能最大程度地保护乘员的头部、颈部和胸部安全。

基于微型多目标遗传算法的气囊缓冲特性优化

构建了气囊缓冲的动力学模型,并提出了一种高效的气囊缓冲特性多目标优化方法,该方法以气囊缓冲特性为优化目标,采用微型多目标遗传算法,对气囊底面积、气囊高度、初始充气压力、爆破膜起爆阈值和喷管结构尺寸进行了优化。实验结果表明,该方法不但能减少气囊设计过程中实验的次数,降低昂贵的实验成本,还能仅通过一次计算就提供多组方案以满足不同产品的需要。该研究在载人空投防护技术领域也具有一定的实际工程意义。

基于气囊缓冲的载人空降乘员防护装置优化设计

针对载人空降乘员安全防护问题,基于气囊缓冲原理设计一种全新的气囊缓冲座椅和仿生气囊护颈,更有效地对空降乘员实施全方位的保护。通过开展装备落地碰撞试验对气囊缓冲装置的数值模型进行校正,并运用微型多目标遗传算法对气囊装置的动态特性参数进行优化,结果表明该方法不但能减少空降试验次数与昂贵试验成本,而且还能为工程人员提供多种方案以满足不同产品要求,在载人空降防护技术领域具有一定的实际工程意义。

一种基于IMM方法的气囊折叠参数化设计的应用

为提高驾驶员侧环向折叠气囊模型的生成效率,开发了基于IMM算法的参考网格模型和映射网格模型自动生成程序。程序在VC++环境中开发,对模型实现了基于气袋直径、折叠次数、折叠环间距和网格密度等参数的参数化设计,并通过算例对建模过程和映射算法进行了验证。结果表明此程序能够快速、准确地生成参考网格模型和映射网格模型,极大地缩短模型生成时间,同时保证有限元网格的均匀性和参考网格与映射网格的对应。

载人防护缓冲气囊座椅的优化设计

针对设备载人空投过程中乘员防护的问题,设计出一种对乘员人体进行防护的缓冲气囊座椅,并采用MADYMO软件建立了缓冲气囊座椅数值模型,模拟该设备载人空投着陆中缓冲气囊座椅对乘员的缓冲过程。以减少人体的颈部损伤和胸部损伤为优化目标,利用微型多目标遗传算法对缓冲气囊座椅的充气质量、排气孔面积、排气压差以及缓冲气囊护颈的充气质量进行优化。该优化设计不但可以减少气囊座椅设计实验次数从而降低实验的成本,而且在载人空投防护技术领域具有一定的实际工程意义。

基于人工神经网络预测的汽车安全气囊系统点火控制算法研究

对安全气囊点火时刻的准确控制是气囊系统起到保护乘员作用的关键技术。点火控制算法是实现气囊适时准确点火的手段。本文提出了一种基于人工神经网络的汽车安全气囊点火控制算法。算法构造了一个三层人工神经网络,利用碰撞发生时的减速度信号和乘员重量为输入信号,其输出信号为乘员的头部位移,作为气囊触发的一个依据。

可穿戴式跌倒检测及防护装置的研究现状

跌倒是影响老年人身心健康的主要因素之一,因此研制有效检测跌倒且能够保护跌倒老人的装置显得尤为重要。跌倒检测及防护装置主要包含三大模块:检测模块、控制模块和防护模块。本文总结了现有的可穿戴式跌倒检测和防护技术,对系统三大模块的功能和技术以及系统中所用的主要算法进行了具体分析,比较了现有的三种可穿戴式跌倒检测和防护装置的结构原理及各自技术上的优缺点,最后探讨了可穿戴式跌倒检测及防护装置未来的发展趋势,认为可穿戴式跌倒检测及防护装置还有很大的发展空间与市场前景。

基于人工神经网络的预报型汽车安全气囊点火算法

分析了几种常用的点火控制算法,并在此基础上提出了一种新算法。该算法利用人工神经网络建立了车身碰撞加速度和乘员头部位移关系的数学模型,通过模型的输出来判定是否触发气囊。

船舶气囊下水过程中船体强度计算方法研究

基于气囊下水过程受力分析及气囊囊体力学特性,将气囊下水运动过程分析与全船有限元分析方法相结合,研究了气囊下水工艺船体强度分析中载荷及边界条件的特征。二次开发了加载的PCL程序并提出了一种等效约束方式,对某57000DWT散货船的气囊下水过程进行了强度计算与惯性释放方法做了比较,验证其可靠性。并提出一种计入船体挠度与气囊压缩量的相互影响的准静定算法;分析了船体与气囊接触面宽度的影响,获得有益结论。

载人飞船返回舱气囊缓冲多目标优化设计

以优化载人飞船气囊缓冲综合性能为目的,建立了载人飞船环形组合气囊缓冲过程的简化模型,以最大过载、终端触地速度、气囊初始充气质量为目标函数建立了多目标优化模型,采用多目标遗传算法进行求解。计算结果表明该方法能在有效降低终端触地速度的同时,兼顾最大过载及气囊初始充气质量,从而达到气囊缓冲综合性能优化的目的。